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

살모넬라는 전 세계적으로 식중독과 장티푸스를 일으키는 주요 병원균으로, 공중보건학적으로 매우 중요한 관리 대상입니다. 살모넬라는 단순히 우리 몸에 들어오는 것을 넘어, 숙주 세포의 시스템을 정교하게 조작하여 세포 안으로 침투하고, 면역 반응을 회피하며 세포 내에서 증식하는 복잡한 감염 기작을 가지고 있습니다.
최근 감염 생물학 분야에서는 이러한 숙주와 병원체 간의 상호작용(Host-Pathogen Interaction)을 규명하기 위해 유전체 전체를 아우르는 스크리닝(Genome-wide screening) 기법이 활발히 도입되고 있습니다. 하지만 기존의 연구들은 감염의 초기와 후기를 명확히 구분하지 못하거나, 장기간 배양 시 숙주 세포의 독성 문제로 인해 살모넬라의 전체 감염 주기를 아우르는 숙주 인자를 발굴하는 데 한계가 있었습니다.
저희는 이러한 한계를 극복하기 위해 '침입(Invasion)'과 '세포 내 생존(Fitness)' 단계를 명확히 분리하여 관찰할 수 있는 병렬적 CRISPR 스크리닝(Parallel CRISPR screening) 기법으로 연구하였습니다. 이를 통해 감염 초기 단계에서 살모넬라의 침투를 돕는 수용체로서 SORL1을, 감염 후기 단계에서 세포 내 증식에 필수적인 인자로서 ZFYVE19를 각각 발굴해냈습니다.
이번 연구는 두 연구실의 공동연구로, 3명의 대학원생이 참여하여 연구를 진행했습니다. 두 교수님의 서로 다른 관점에서 바라보는 시각이 연구를 성공적으로 진행시켰던 것 같습니다. 마지막에는 한달이라는 짧은 리비전 기간이 있었는데 기한에 비해 많은 실험이 요구되었습니다. 하지만 오래 같이 실험한 만큼 손발이 잘 맞아 빠르게 요구된 실험을 잘 해결해 나갔던 것 같습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

저는 현재 고려대학교 생명과학과 이은진 교수님의 미생물 유전학 연구실(Microbial Genetics Lab)에서 석박사 통합과정을 밟고 있습니다. 저희 연구실은 살모넬라(Salmonella)와 요로감염성 대장균(UPEC)과 같은 주요 병원성 미생물을 모델로 하여, 병원균이 어떻게 숙주를 감염시키고 질병을 유발하는지 그 분자적 기전을 심도 있게 연구하고 있습니다. 특히 병원체의 유전학적 특성뿐만 아니라, 이에 대응하는 숙주의 방어 기작을 규명함으로써 새로운 치료 타겟을 발굴하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

미생물은 지구상에서 가장 작지만, 생태계에서 매우 중요한 존재라고 생각합니다. 최근 활발히 연구되는 장내 미생물처럼 인간과 공생하며 건강을 지키기도 하고, 인간뿐만 아니라 다양한 생물체들과 유기적으로 연결되어 생태계를 지탱합니다. 반면, 수많은 생명을 앗아가는 치명적인 병원균이 되기도 합니다.
또한 미생물은 생명 현상을 탐구하는 강력한 도구이기도 합니다. 우리가 사용하는 수많은 분자유전학적 기술들은 미생물을 통에서 이루어지는 경우가 많습니다. 저는 이렇게 많은 특징을 가진 미생물, 특히 인류의 건강을 위협하는 병원균을 연구하며 질병 정복에 기여할 수 있다는 점에 연구자로서 큰 자부심과 보람을 느끼고 있습니다.

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

최근 생물학 연구의 트렌드는 CRISPR 스크리닝이나 차세대 염기서열 분석(NGS)과 같은 오믹스(Omics) 기반의 빅데이터 연구가 주도하고 있으며, 관련 논문들도 쏟아져 나오고 있습니다. 하지만 결국 스크리닝을 통해 얻은 후보군(Candidate)들이 실제로 어떤 메커니즘으로 작용하는지 증명하고 구체화하는 것은 전통 분자생물학의 몫입니다. 이번 연구에서 대규모 스크리닝으로 타겟을 찾았지만, 그 기능을 규명하기 위해 Co-IP, Confocal microscopy, Western Blot 등 분자생물학적 실험에 많은 공을 들였습니다. 새로운 기술을 익히는 것도 중요하지만, 기초 분자생물학적 지식과 실험 기술을 함께 갖추는 것이 훌륭한 연구자가 되는 지름길이라 생각합니다. 저 역시 부족한 점이 많기에 다른 선배님들을 보면서 성장해 나가려고 합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재 석박사 통합과정 3년 차에 재학 중입니다. 이번 연구에서는 살모넬라 감염에 영향을 미치는 숙주(Host) 유전자를 중점적으로 다루었지만, 살모넬라는 숙주를 감염시키기 위해 자신만의 정교한 메커니즘들을 수없이 많이 가지고 있습니다. 남은 학위 과정 동안에는 병원균 자체의 감염 기작에 대해서도 심도 있는 연구를 진행해보고 싶습니다. 연구 활동에 더욱 정진하여 졸업 전에 또 다른 좋은 저널에 의미 있는 논문을 발표하는 것이 목표입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

부족한 저에게 가르침을 주시고, 학문적 엄격함과 따뜻한 격려로 이끌어 주신 이은진 교수님께 감사드립니다. 또한, 공동 연구를 진행하며 긍정적인 에너지로 저희 팀에게 방향성을 제시해 주신 이헌상 교수님께도 감사의 마음을 전합니다. 항상 선배로서 저를 잘 이끌어 주고 이번 프로젝트에서도 중심을 잡아주었던 김서연 선생님, 그리고 묵묵하고 성실한 자세로 임해 주신 윤세희 선생님께 고마움을 전하고 싶습니다.
힘든 연구 생활 속에서도 서로에게 웃음과 위로가 되어주는 우리 실험실 식구들 모두에게 고맙다는 말을 전하며, 끝으로 언제나 저를 믿어주시고 응원해 주시는 부모님의 사랑에 감사드립니다. 앞으로도 부끄럽지 않은 연구자가 되도록 노력하겠습니다.