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가천의과학대학 암·당뇨연구소 김성진 박사 (1)
"암·당뇨 연구를 위한 오픈 랩 개념의 맞춤식 연구소"

인터뷰 내용
 - 암·당뇨연구소의 차별성
 - 연구소의 연구 주제와 연구 내용
 - 연구소의 주요 시설 및 기능
 - 공동연구 및 투자 계획
 - 세계적인 과학자 영입을 위한 노력
 - 연구원 채용분야와 계획
 - 맞춤식 연구소
 - TGF-beta 연구를 시작한 배경
 - TGF-beta 관련 연구 내용
 - 대표적인 연구 성과

일시: 2007년 4월 23일, 오후 3:00

장소: 메리어트 호텔

김성진 박사 약력

암·당뇨연구소의 차별성

"국내에도 많은 연구소들이 있지만, 아마 맞춤식 연구소가 세워진 것은 처음일 것이다. 맞춤식이란 리더를 한 명 뽑아 놓고 그 사람이 원하는 연구소를 만든 것이다. 당뇨병의 경우는 지금까지 우리나라에서는 각 대학마다 한 두 명의 연구자가 있어 연구를 해왔지만, 우리처럼 10명 이상의 기초와 임상 연구자가 한 군데 모여 있는 경우는 아마 처음일 것이다.

당뇨병 분야에는 작년에 고인이 되셨지만, 로잘린드 프랭클린 의과대학 당뇨병연구소 소장을 하셨던 고(故) 윤지원 박사의 연구팀이 모두 가담을 해서 1형 당뇨병 연구를 하기로 했었고 한국은 2형 당뇨병이 많기 때문에 2형 당뇨병 연구하는 사람들이 나머지 60%정도 참여하게 된다."

연구 주제와 주요 연구 내용

"작은 연구소에서 모든 것을 다 하기는 어렵다. 그래서 암 관련해서는 내가 미국에서 20년 동안 해왔던 TGF-beta 연구를 중점적으로 하게 된다. 집중과 선택을 하지 않으면 국제적인 성과를 얻기가 힘들고 또 지금까지 해왔던 연구를 해야 다른 분들께 내가 도움을 드릴 수가 있다. 세계적으로 인정받는 TGF-beta 연구에 관한 메카를 만들고 싶은 것이 개인적인 욕심이다. 그리고 TGF-beta 연구를 위해 5~6명의 전문가가 더 참여할 예정이다. 아시아권에서는 이렇게 TGF-beta 연구하는 사람들이 한 곳에 많이 모여 있는 경우도 여기가 아마 처음일 것이다.

당뇨 연구 부분은 아직 2형 당뇨병의 원인이 밝혀지지 않았기 때문에 2형 당뇨병의 원인규명을 위한 연구를 주로 많이 하게 될 것이고 1형 당뇨병의 경우는 치료 중심으로 연구를 할 생각이다. 고(故) 윤지원 박사님이 살아계셨을 때 1형 당뇨병(인슐린 부족으로 인한)을 치료할 수 있는 방법을 찾는 연구를 지난 10여 년 간 해오셨고 우리들도 그 분야를 계승해서 유전자 치료나 세포 치료 쪽으로 집중할 생각이다.

TGF-beta 관련해서도 임상 준비를 하고 있다. 지난 20년 동안 기초와 임상 적용에 관한 연구를 계속 해왔었고 기초를 통해서 임상에 적용할 수 있는 시스템을 만들어가려고 한다. 앞으로 가천의대 내 임상연구센터가 설립될 예정이며 임상실험을 통해 환자에게 직접 도움이 될 수 있는 시스템으로 가려고 한다."

연구센터의 주요 시설 및 기능

"Mouse Metabolic Phenotyping Center(마우스 대사기능 표현형 연구센터)가 만들어진다. 마우스의 대사기능을 연구하는 센터이다. 미국에는 이런 센터가 NIH의 지원을 받아 4개가 있었는데, 최근에는 7개 정도로 늘었다. 많은 과학자들이 쥐 모델을 써서 실험을 하는데, 대부분 나타나는 phenotype(현상)만을 보기 때문에 그것이 대사기능에 어떻게 연관이 되는지 잘 모르는 경우가 많다. 대사기능을 알게 되면 약을 개발할 때 어디에 부작용이 나타나는지 알 수가 있고 미리 부작용을 예측할 수도 있게 된다. 마우스 대사기능 표현형 연구센터가 생기게 되면 국내 마우스 연구자들이나 제약회사에게 서비스를 제공할 수 있을 것이다.

그리고 유전성 출혈 혈관 확장증(HTT)은 주로 혈관벽이 얇아져서 출혈이 되기 쉬운 유전병이다. 왜 하필 유전성 출혈 혈관 확장증 연구를 하게 되느냐고 많은 사람들이 물어오는데, 그 이유 중에 하나는 TGF-beta 수용체 중 하나에 돌연변이가 생기면 이 질병이 발생하기 때문이다. 한국에서는 아직 보고가 된 적이 없다. 주로 HTT 환자는 코피가 잘 나는데, 대게는 유전자에 문제가 있다고 생각하기 보다는 체질적으로 코피가 잘 나서 그렇다고 생각하기 쉽다. 만일 뇌나 폐에 이런 문제가 생기게 되면 심각해진다. 우리는 의사나 환자들에게 이 질병을 알리는 계몽 차원에서 연구를 해보려고 한다. 그리고 스크리닝을 통해서 한국에 HTT 환자가 어느 정도나 있는지 조사 해보고 또한 이런 환자에게 병의 원인을 알려줄 수도 있을 것이다."

공동연구 및 투자 계획

"현재 공동연구를 위한 국제적인 네트워킹을 만들고 있다. 말뿐인 겸임이 아니라 실제로 이곳에 머무르면서 실험도 하는 겸임교수를 몇 명 채용했다. 플로리다 대학의 오석 교수와 하버드 의과대학 당뇨비만 연구 전문가인 김영범 교수가 겸임교수로 참여한다. 그리고 나는 NIH를 그만두고 송도로 오면서 Cleveland에 있는 Case western reserve university 의과대학의 Ireland cancer Center에 겸임교수로 가게 되었다. 그곳에 이길여 암연구소의 현지 연구소가 만들어지게 되며 연구원들이 한국과 그곳 연구소를 오가면서 유기적으로 연구하게 된다.

왜 Cleveland에 현지 연구소가 만들어지나? TGF-beta는 1980년대 초 NIH에서 처음 발견했다. NIH가 TGF-beta 연구의 메카였지만, 작년에 우리 스승이 돌아가시면서 NIH의 여러 수석연구원들이 흩어지게 되었다. 그러나 Cleveland에 우리 연구원 출신들이 몇 분 교수로 있어서 내가 함께 가면 그 곳에 TGF-beta 메카를 다시 만들 수 있을 것으로 생각된다."

세계적인 과학자 영입을 위한 노력

"한국도 이미 세계적인 수준으로 연구능력이 올라가 있기 때문에 연구할 수 있는 환경만 만들어주면 사람들이 올 것으로 생각했다. 하버드의대 Joslin Diabetes Center처럼 당뇨병 연구자들을 한곳에 모아서 연구할 수 있게 하면 서로 시너지가 상당히 커질 것이다. 그래서 우리가 연구중심의 당뇨병센터를 만든다고 했을 때 많은 사람들이 관심을 보여주었다.

1형 당뇨병의 대가인 고(故) 윤지원 박사님 연구실에서 총책임을 맡았던 전희숙 박사가 윤박사님 연구실의 모든 재료와 지적인 부분을 가지고 들어온다. 하버드 김영범 교수도 겸임교수로서 본인 연구에 관련된 사람을 모아서 2형 당뇨병 연구를 하게 된다. 그리고 예일대학 마우스 대사기능 표현형 연구센터에서 in-vivo core의 director로 있는 최철수 박사 연구팀이 모두 들어와서 마우스 대사기능 표현형 연구센터를 만들게 된다.

기계는 사면 되지만 사실 맨파워가 가장 중요하다. 사람을 구성할 때, 누구를 중심으로 사람을 뽑을 지 팀의 리더를 먼저 세워놓고 리더가 원하는 사람으로 팀을 구성하도록 했다. 서로 간에 잘 알고 시너지가 있는 사람들로 뽑기 때문에 연구소로서도 장점이 많다. 이런 의미에서 내가 인복은 좀 많은 것 같고 따라 와준 사람들에게 굉장히 감사하게 생각한다."

연구원 채용분야와 계획

"가천병원 내 임상연구소팀 일부가 암당뇨연구소에 와서 실험을 하게 되는데, 주로 proteomics나 genomics, bioinformatics를 하는 팀이다. 우리는 처음에 이 부분을 아웃소싱을 하거나 공동연구로 하려고 했었는데 병원에서 마침 이 팀을 구성했기 때문에 우리로서는 상당히 잘된 일이다.

앞으로 암 분야에서는 암 예방에 관한 전문가를 모시려고 한다. 어느 정도 수준이 있는 Senior(선임)급 연구원으로 본인의 연구실을 가져본 경험 있는 사람을 모실 예정이다. 그리고 우리는 약 개발도 할 예정이기 때문에 약 개발의 경험을 가진 사람도 채용할 계획이다.

지금은 22명이지만 앞으로 계속 더 채용을 해서 암당뇨 이외에 비만과 염증질환에 관한 연구소도 만들어갈 생각이다. 그 쪽 분야에 좋은 분이 있으면 언제든지 채용할 계획이다."

맞춤식 연구소

"가천길재단 이길여 회장님을 처음 뵈었을 때, 전권을 다 줄 테니 원하는 대로 최고의 연구소를 만들어보라고 제안 하셨다. 어떻게 보면 참 좋겠다고 말할 수 있지만 책임자인 나로서는 그만큼 책임이 커지는 것이기 때문에 상당히 부담스러운 일이 될 수 있다.

사석에서 만난 자리에 이길여 회장님께 여쭤봤다. '한국에서는 전례가 없이 한 사람에게 이렇게 큰 투자를 해서 연구소를 만드는데, 회장님이 제게 거는 기대는 무엇입니까?' '좋은 논문만 많이 내주시오.'라고 대답하셨다. 좋은 논문을 많이 내서 학교 이름뿐 아니라 학문적으로도 한국의 위상을 높여달라는 말씀이셨다. 이런 분이라면 함께 해 볼만 하다는 생각이 들었다.

우리 연구소의 설계 컨셉은 '오픈 랩'이다. 최근 NIH에 neuroscience 빌딩이 만들어졌는데 이 연구소를 벤치마킹 했다. 실험대 자체도 오픈 랩을 위해 자유롭게 개조가 가능하고, 옆 연구자와 활발하게 커뮤니케이션 할 수 있는 오픈 랩 개념으로 설계를 했다.

실험대와 연구원들 책상이 떨어져서 오픈 랩이면서 개인생활이 보장되고 실험실로부터 오는 스트레스를 조금 완화할 수 있도록 했다. 또 하나 특징인 동물실험실을 설계할 때도 모든 참가 교수들이 디자인에 참여해서 연구자의 요구사항이 반영되도록 했다. 한국 최고의 동물실 관련 교수 3명을 자문위원으로 모시고, 연구원과 설계 회사가 같이 모여 앉아 수 십 번 의논해서 만든 동물실험실이다."

TGF-beta 연구를 시작한 배경

"일본에서 박사과정 후에 포스닥 할 곳을 찾고 있을 때, 선배인 우에노 박사에게 앞으로 발전할 수 있는 분야와 방향이 무엇이냐고 조언을 구했다. 그 선배는 salk institute에 포스닥을 가서 actibin, inhibin(TGF-beta family 중에 하나)이라는 단백질 연구를 하고 있었다. 당시 TGF-beta가 갓 발견되었는데 앞으로도 해야 할 일이 많을 것이라고 얘길 해줬다. 그래서 TGF-beta를 처음 발견한 NIH 연구실에 지원하게 되었다. 시간이 지나고 보니 그때 선택을 참 잘한 것 같다."

TGF-beta 관련 연구 내용

"TGF-beta는 약 40종이 넘는다. 아마 사이토카인 중에서도 family 멤버가 가장 많을 것이다. 40여 개 family 멤버들이 인체에서 공통적으로 세포의 발생이나 분화에 관여를 한다.

처음 NIH에 갔을 때는 TGF-beta가 가지는 생물학적 기능에 관심을 가졌는데, 수용체에 있는 receptor를 통한 신호전달로 연구가 연결되고 점점 확대되어 나갔다. 한 곳에서 TGF-beta에 관한 전체적인 연구를 모두 경험할 수 있었다."

중간에 다른 곳으로 옮겨야겠다는 생각은 안 했나?

"일본에서 공부를 했기 때문에 처음에는 미국에 가서 한 3년 동안 포스닥을 하고 한국으로 돌아올 생각이었다. 그러나 한 3년 뒤에 선생님으로부터 tenure trap을 제안 받았고 그때는 계속 이 연구를 하고 싶다는 일에 대한 욕심이 생겼다. 그래서 그 실험실에서 TGF-beta 연구를 계속 하게 되었다."

대표적인 연구 성과

"TGF-beta 연구를 하면서 참 보람 있었던 두 가지를 얘기하고 싶다. TGF-beta가 암(특히 면역세포나 상피세포) 증식을 강력하게 억제하는 기능을 하는데 정상 세포가 암 세포로 변하게 되면 TGF-beta가 암세포 증식을 억제하지 못하게 된다. 바꿔 얘기하면 정상 세포가 악성 종양 세포로 넘어가는 시점에서 TGF-beta의 신호가 없어지는 것은 굉장히 중요하다는 것이다. 암을 이해하기 위해서는 왜 TGF-beta가 암세포를 억제하지 못하는가를 이해해야 한다. 내가 개인적으로 관심 있었던 것은 왜 양성 종양일 때는 TGF-beta의 신호가 존재하는데 암세포로 넘어가면 TGF-beta가 암세포를 억제하지 못하는 가이다.

우리는 위암에서 TGF-beta receptor의 유전적 결함이 약 50%정도 있다는 것을 처음 발견했다. 이 연구는 일산 국립암센터(당시 박재갑 원장)에서 만든 위암 세포주를 이용해서 서울대 암연구소(당시 방영주 교수) 팀과 공동연구를 하고 삼성병원 박근칠 교수가 우리 실험실에 와서 직접 실험을 해서 이뤄낸 성과였다. 내겐 한국연구자들과 함께 공동으로 얻어낸 성과였기 때문에 더 의미가 있는 연구였다. 이 연구는 1995년 PNAS 저널에 발표를 했는데 처음으로 TGF-beta 수용체가 유전적인 잘못으로 암이 발생했다는 것을 밝힌 논문이었다.

유방암이나 전립선암에서는 TGF-beta receptor에 유전적인 결함은 발견되지 않았지만, epigenetic한 메커니즘에 의해서 TGF-beta receptor가 down regulation 된다는 것도 나중에 발견했다. 그 외 다른 kinase나 다른 factor에 의해서 TGF-beta signaling이 잘못되는 메커니즘을 밝혀냈다. 실제적으로 TGF-beta가 암세포를 억제하지 못하는 메커니즘을 계속 규명해 왔다.

최근 NIH에서는 inflammation(염증)에 가장 큰 관심을 가지고 있다. 모든 질병의 가장 많은 원인이 사실 염증질환이다. 그래서 염증을 이해하지 않고서는 모든 질병을 치료할 수 없다고까지 얘길 한다. NIH의 앞으로 road map 중에도 염증이 가장 핵심으로 잡혀 있다.

사실 TGF-beta가 가장 대표적으로 항염증(anti-inflammatory) 작용을 한다. TGF-beta가 어떻게 항염증반응을 나타내는지 그 메커니즘을 밝히는 연구가 중요하다. 우리는 최근에 성균관대 박석희 박사와 함께 TGF-beta나 BMP가 항염증 작용을 일으키는 메커니즘을 밝혀냈다. 이것은 앞으로 약 개발에도 굉장히 중요한 발견이다. 현재 경쟁은 심하지만 시기적으로 좋은 때에 inflammation에 관한 메커니즘 연구를 하고 있다고 본다. 앞으로도 세계적인 추세에 맞춰 여러 가지 염증 질환과 염증질환 관련 암 예방, 치료 연구에 보다 집중할 계획이다."

기자: 장영옥
촬영/사진: 최용주
동영상 편집: 유숙희

  
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