1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

  본 연구는 기능유전체학의 핵심 기술인 CRISPR screen을 활용하여, 살모넬라 감염 과정을 시간적 단계로 정교하게 분해하고 규명한 프로젝트입니다.
  최근 다제내성균(Multi-drug resistant bacteria)의 출현으로 기존 항생제 치료가 한계를 보이면서, 박테리아가 감염 과정에서 탈취하여 이용하는 숙주 인자(Host factor)를 표적하는 ‘숙주 표적 치료(Host-directed therapy)’가 새로운 대안으로 떠오르고 있습니다. 이를 위해서는 숙주와 병원체 간의 상호작용을 아주 정교하게 이해하는 것이 필수적입니다. 기존에도 기능유전체학을 통해 살모넬라 감염의 기전을 밝히려는 시도들이 있었으나, 감염의 복잡한 단계를 시간적으로 구분하지 못하고 단편적인 부분만을 포착한다는 한계가 있었습니다.
  저희는 이러한 한계를 극복하기 위해, 감염 초기(Short-term)와 후기(Long-term)를 명확히 나누어 분석할 수 있는 ‘Parallel genome-wide CRISPR screening’ 플랫폼을 새롭게 디자인하고 수행했습니다. 그 결과, 침투(Invasion) 스크리닝을 통해 살모넬라의 초기 침입을 돕는 숙주 단백질인 SORL1을 발굴하였고, 생존(Fitness) 스크리닝을 통해서는 숙주 세포 내에서 살모넬라의 증식에 필수적인 ZFYVE19를 찾아낼 수 있었습니다. 특히 SORL1에 대한 항체(Antibody) 처리가 살모넬라의 침입을 효과적으로 억제함을 확인함으로써, 치료 타겟으로서의 가능성까지 검증할 수 있었습니다.

  개인적으로 이 연구는 제가 학부 인턴으로 연구실에 처음 발을 들였을 때 시작한 프로젝트라 더욱 각별합니다. 3년이라는 시간 동안 공동 연구를 통해 다듬어가며, 아무것도 모르던 학부생이 어느덧 연구실의 맏선배가 되기까지 저의 성장과 함께해 온 논문이기도 합니다. 특히 논문 투고 후 한 달이라는 짧은 기간 동안 강도 높은 리비전을 진행해야 했는데, 육체적으로나 정신적으로 힘든 시간이었지만 김서연, 김성규 선생님과 함께였기에 좋은 결실을 맺을 수 있었습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

  저는 고려대학교 생명과학과 기능유전체학 연구실에서 이헌상 교수님 지도 하에 석박사 통합과정을 밟고 있습니다. 저희 기능유전체학 연구실은 2022년 시작하여 올해로 3년차가 된 신생 연구실입니다. 저희 연구실은 여러 기능유전체학적 기법, 주로 CRISPR screen을 사용하여 세포가 주변 환경과 어떻게 상호작용하는지 연구하고 있습니다. 저는 그 중에서도 박테리아와 세포 사이의 상호작용에 집중하여 Host-pathogen interaction을 연구하고 있습니다.
  이러한 저희 연구실의 특성 상 학생마다 연구 주제가 굉장히 다양한 편입니다. 학생마다 Exosome, Glycosylation, Receptor-ligand interaction 등 각기 다른 주제를 깊이 있게 파고들고 있으며, 이를 아우르는 이헌상 교수님의 폭넓은 지도 덕분에 서로 다른 분야가 시너지를 내는 환경이 조성되어 있습니다. 또한 공동 연구가 매우 활발한데, 이번 논문 역시 같은 학과의 미생물학 전문가이신 이은진 교수님 연구실과의 긴밀한 협업이 있었기에 완성될 수 있었습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

  어린 시절, 우리가 살아가는 세상이 어떻게 작동하는지 그 이면의 비밀을 알아가는 것에 큰 매력을 느껴 과학자를 꿈꿔왔습니다. 이전부터 연구를 해오긴 했지만, 이번 논문을 마무리하며 비로소 제가 꿈꾸던 '진짜 과학자'에 한 걸음 더 다가선 것 같다는 벅찬 느낌을 받았습니다.
   과학이야말로 현대 사회를 지탱하는 가장 단단한 기반이자 기틀이라고 생각합니다. 그렇기에 과학에 대한 신뢰가 흔들리지 않는 사회를 만드는 데 기여하고 싶다는 책임감을 느낍니다. 지금 제가 수행하고 있는 기초 연구들이 당장 눈에 띄는 변화를 만들지는 못할지라도, 이러한 노력들이 쌓여 훗날 누군가를 구하는 혁신적인 치료 전략으로 이어질 것이라 믿습니다. 그 멋진 일의 일원으로서 인류에 기여하고 있다는 사실이 저에게는 가장 큰 자부심이자 원동력입니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

  저 역시 3년 차 대학원생으로서 아직 많이 부족하고 매일 새로운 벽에 부딪히곤 합니다. 처음 연구를 시작했을 때와 비교하면 많이 성장했지만, 과학의 세계는 넓고 배울 것은 끝이 없다는 생각이 듭니다.
  기능유전체학은 생명과학 분야 중에서도 기술 발전 속도가 매우 빠른 분야입니다. 그렇기 때문에 빠르게 발전하는 기술을 따라잡기 위해서는 계속해서 최신 기술들을 공부하고 내 연구에 접목하려는 유연한 태도가 중요하다고 생각합니다.
  또 한 가지 말씀드리고 싶은 것은 틀리는 것을 두려워 하지 않는 마음가짐입니다. 사실 저도 틀리는 것이 두려워 망설이거나 힘들어할 때가 많습니다. 하지만 연구자에게 정말 중요한 덕목은 실수를 인정하고, 그 과정에서 배우며 더 나아지려는 태도인 것 같습니다. 틀릴까봐 두려워 자신의 부족함을 외면하게 된다면 그 부족함을 보완할 기회도 없어지니까 말입니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

  저는 기능유전체학 기술을 활용해 인간 질병의 원인을 규명하고 해결책을 제시하는 연구자가 되는 것이 목표입니다. 이번 논문에서 다룬 감염성 질환뿐만 아니라, 현재는 간 섬유화(Liver fibrosis)와 연관된 Hippo signaling 조절자들을 찾는 연구 등 대사 질환 및 발생 분야로도 연구 스펙트럼을 넓히고 있습니다.
   또한, 활발한 공동 연구를 통해 살모넬라 외의 다른 병원성 미생물에 대한 호스트 인자 발굴 프로젝트도 진행 중입니다. 다양한 질병 모델에서 유의미한 치료 타겟을 발굴하여, 머지않은 미래에 또 다른 재미있는 연구 스토리로 한빛사에서 인사드릴 수 있으면 좋겠습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

  가장 먼저, 부족한 첫 제자를 늘 믿고 지지해 주시는 지도교수님 이헌상 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 교수님의 넘치는 장난기 덕분에 처음에는 당황도 많이 했지만 서당개 삼 년이면 풍월을 읊는다 했나요? 이제는 그래도 적응이 되어 교수님의 행동을 조금은 예측할 수 있습니다. 늘 긍정적인 마음가짐과 에너지로 저희를 대해주시는 모습을 보면서 저도 그 모습을 닮고 싶다는 생각을 합니다. 매번 놀리시지만 결국에는 생각해주시고 챙겨주시고, 실질적으로 도움이 되는 조언들도 많이 해주셔서 저희 교수님의 첫 제자가 된 것이 제 인생에 가장 잘 한 선택인 것 같습니다!
  그리고 연구실 초기 텅 빈 실험실에서 아무것도 모르던 저를 데리고 하나부터 열까지 가르쳐 주신 FGL의 영원한 멘토, 노민수 박사님께도 존경과 감사를 표합니다. 가끔 버르장머리 없다고 생각하실 법도 한데 정말 친근하게 화내시지 않고 저희를 잘 이끌어 주셔서 정말 감사합니다. 박사님은 제가 아는 박사 중에 최고십니다. FGL의 Doctor of Doctor!
  공동연구로 많은 도움 주신 이은진 교수님, 늘 따뜻하게 조언해 주셔서 많은 위로가 되었고 이헌상 교수님과의 케미가 좋으셔서 미팅 할 때 마다 너무 즐거웠습니다. 또 아무것도 모르던 저와 공동연구 하면서 고생 많이 하시고 많이 도와주신 김서연 선생님, 묵묵하게 열심히 좋은 데이터 만들어 주신 김성규 선생님께 감사의 말씀 전합니다. 또한 멀리 캐나다 맥길 대학교에서 아낌없는 지원과 지도를 해주신 김대겸 교수님께도 감사의 말씀을 올립니다.
  옆에서 많은 힘이 되어주고 가끔은 손발도 되어 준 저희 FGL 멤버들, 졸업생들에게도 항상 고맙고 응원하는 마음이 가득한 것을 알아줬으면 합니다.
  마지막으로 묵묵히 저를 믿고 지지해 준 가족들과 곁에서 응원해 준 친구들, 바쁜 대학원 생활 중에도 곁에서 든든한 버팀목이 되어주는 남자친구 영주에게 고맙고 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다.