1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
이 논문은 단백질의 translation initiation sites (TISs) 를 질량분석기를 기반으로한 단백질체학 기법으로 동정한 결과를 기술하고 있습니다. 특히 그 중에서도 이 논문은 non-canonical TISs의 동정과 확인에 집중을 했습니다. 일반적으로 단백질 translation은 AUG에 시작되는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 최근 Ribosome Profiling이라는 연구 기법이 개발이 되면서, 단백질의 translation이 non-AUG에서도 일어 난다는 걸로 보인다는 보고들이 있어 왔습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 보고는 ribosome에 의해서 보호되는 RNA 파편들의 sequencing을 통해서 얻어진 결과이므로 아직 직접적인 증거가 부족한 상황이있습니다. 이 논문은 실제로 non-canonical TISs가 단백질 차원에서도 상당히 빈번히 발견이 되고, 또한 많은 단백질들에서 AUG 와 non-AUG에서 동시에 translation이 일어 난다는 결과를 보고했습니다.
이번 연구는 세포의 생명활동에서 가장 중추적인 역할을 하는 단백질이 생성이 될때 어느 codon에서 translation이 시작되느냐 하는 상당히 기초적인 질문에 대한 답을 얻기위해 수행되었습니다. 하지만 이 연구는 우리가 생명활동을 연구함에 있어서 간과하고 있는 차원중 하나를 여는 출발점이 되지 않을까 생각이 됩니다. 단백질체학은 단백질의 동정을 위해서 단백질 데이터베이스에 의존을 하고 있습니다. 그러므로 이 단백질 데이터베이에 포함되어 있지 않은 단배질들은 현재 일반적으로 사용하고 있는 단백질 체학 기법으로는 결코 동정을 할 수가 없습니다. 문제의 시작점은 이러한 단백질 데이터베이스가 DNA와 RNA의 정보를 기반으로 몇가지 기준을 통해서 구축이 되었는데, 그 기준중의 하나가 AUG를 단백질의 translation 시작점으로 잡았다는 것입니다. 이렇게 되면 non-AUG 에서 translation되는 많은 단백질들이 실제로 발현이 되고 기능을 함에도 불구하고, 이러한 단백질들의 존재자체를 인지하지 못하게 되는 결과를 초래 합니다. 최근의 연구결과들을 보면 non-AUG에서 translation되는 단백질들이 암과 신경퇴행성질환을 포함한 많은 질병과 관련이 되어 있다는 결과들이 계속적으로 보고 되고 있습니다. 어쩌면 microRNA에 발견되기 전에는 연구자들이 RNA가 유저자 발현의 조절에 관여되어 있다는 것을 상상도 못 했었던적이 있었던 것처럼 우리가 지금까지 놓치고 있는 분야일걸로 보입니다. 그러므로 non-canonical translation에 대한연구는 상당한 발전 가능성이 있는 분야로 예상됩니다.
사실 거의 모든 연구자들이 새로운 연구를 하는 과정에서 많은 어려움들이 있었듯이 저 또한 이번 연구를 하면서 많은 어려움들이 있었습니다. 특이 이번 연구는 방대한 단백질체학자료와 Ribosome Profiling자료를 통합분석을 해야 했었습니다. 이를 위해서는 computer programming을 포함한 상당한 양의 computation이 필요로 했는데, 연구실에 있는 bioinformation들은 다른일들로 이미 너무 바쁜관계로 이 일을 해 줄 사람이 없었습니다. 그래서 제가 스스로 programming을 공부를 해서 하기로 결정을 하고 진행을 했습니다. 하지만 programming이 제 주업무가 아니었으므로 퇴근후 저녁과 주말사간을 활용해서 programming을 해야만 했었습니다. 처음에는 programming경험이 전무한 관계로 어렵사리 만든 분석 프로그램이 최적화가 되질 않아서 제가 하고자하는 분석을 끝마칠때까지 200일이 넘는 시간이 필요하다는 계산이 나왔습니다. 하지만 지속적인 공부를 통해서 programming에 대한 이해가 깊어지고, 그 지식을 기반으로한 최적화를 통해 몇 시간만에 해당분석을 끝마치게 하는데에 까지 이르렀었습니다. 사실 시간을 쪼개서 programming을 해야하는 관계로 힘들기도 했지만 그 만큰 성취감도 컸었습니다. 저는 programming이 그렇게 재밌는거라는 걸 그전에는 전혀 알지 못했었으로 제 재능을 너무 늦게 발견한것에 땅을 치고 한탄을 했었습니다. 그리고 얼마간은 전직을 해다하는가에 대한 심각한 고민을 하기도 했었습니다. 물론 지금은 다 지나간 이야기이긴 합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
제가 소속되어 있는 죤스홉킨스 의대는 1876년에 설립된 세계적인 명성을 가지고있는 연구중심 의과대학입니다. 의대는 미국 매릴랜드주의 볼티모어시에 위치하고 있습니다. 죤스홉킨스의대에 관한 세부사항은 대부분 인터넷을 통해서 알아 볼수 있으니, 인터넷을통해서 알 수 없는 사항을 말씀드려볼까 합니다. 저는 지금까지 이곳 죤스홉킨스의대를 포함해서 총 세곳의 미국에 위치한 연구기관에서 일을 한 경험이 있었는데, 여기와서 놀랐던 것은 한국인 연구자 들이 상당히 많다는 것이었습니다. 제가 전에 근무했던 다른 곳에서는 동양인들은 거의 중국인이나 인도인이 대부분 이었는데, 이곳은 중국인 만큼이나 한국인이 많다는 인상을 받았습니다. 아마도 한국분들이 이곳에 오시면 적응하시는데 큰 무리는 없으리라 생각됩니다. 또 한가지 인상적이었던 점은 다른 연구실들간에 상당히 활발히 교류를 통한 공동연구들이 많이 이루어지고 있다는 점이었습니다. 물론 연구실마다 연구하는방법이나 분위기가 다르긴 하지만 적어도 제가 겪어본 연구실들은 그러 했습니다. 죤스홉킨스의 많은 훌륭한 연구들이 이런 활발한 공동연구를 통해서 이루어 지는 것 같다라는 인상을 받았습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
제가 몸담고 있는 분야가 단백질체학 분야이다보니 제 개인적인 연구뿐만 아니라 많은 연구자들과 공동연구를 상당히 활발하게 하게 됩니다. 자기 분야의 연구만을 하다보면 예상못한 분야에서 돌파구를 찾을 수 있음에도 그것을 시의 적절하게 사용하지 못하게 되는 경우를 종종 보게 됩니다. 저는 지금까지 100여 project가 넘은 공동연구를 통해서 다양한 분야를 연구하는 연구자들을 만나고 다양한 분야의 연구들을 접하면서 제 연구에도 많은 도움을 받았습니다. 그로인해 다양한 연구자들과의 교류가 새로운 돌파구를 여는데 있어서 얼마나 중요한가도 몸소 느끼게 되었습니다. 그리고 실제로 과학 분야가 발전하는것을 보면 두 종류이상의 다양한 분야의 융합을 통해서 그 새로운 전기가 마련되는 것을 저뿐 아니라 대부분은 연구자들이 목격했으리라 생각됩니다. 제 개인적으로는 많은 연구자들을 만나고 많은 토론을 하는것이 궁국적으로는 시간을 절약하고 창의적인 연구를하는데 상당히 중요하다는 교훈을 얻었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
사실 저는 지금까지 살아오면서 이미 삶을 앞서서 살아간 선배들에게 조언을 별로 구하지 않았습니다. 하지만 지금와서 돌이켜 봤을 때 후회되는 점은 제가 좀 더 많은 조언을 듣고, 그를 바탕으로 10년 이상을 내다보고 계획을 세워 좀더 전략적으로 제 career를 쌓아 나갔더라면 좀 더 시행착오를 덜하고 원하는 바를 이루지 않았을까 하는 점 입니다. 그렇지 못해서 너무 많은 시행착오를 겪어 왔습니다. 사실 다들 너무 바쁘게 살아서 누군가에게 조언을 구한다는게 쉬운 일은 아닙니다. 더군다나 좋은 조언을 해줄 수 있는 분들은 더 바쁜것 같습니다. 하지만, 조언없이 앞으로 겪게될 시행착오를 통해 낭비하게될 에너지의 백분의 일만 투자해도 얼마든지 조언을 해 줄 분들을 찾을 수 있을 거라 생각됩니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
앞에서도 non-canonical TISs에서 translation 되는 단백질 들이 질병과 많은 관계들이 보고 되고 있음을 언급 했지만, 얼마나 많은 단백질들이 non-canonical TISs 에서 translation이되는지 그 기능들이 무엇인지는 아직 많은 연구가 되어 있지는 않습니다. 앞으로 이런 빈 공간들을 연구를 통해서 채워나갈 생각입니다. 그리고, 알츠하이머병이나 파킨슨병같은 신경퇴행성질환의 biomarker를 개발하는 일을 진행하고 있는데, 이 project도 계속적으로 진행해 나갈 계획입니다. 그 이외에도 여러가지 단백질체학 기법들을 계발하는 일을 해 나갈 계획입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
최근에 이곳 죤스홉킨스의대에 조교수로 임용 되면서, 저한테 가장 시급한 과제는 충분한 연구비를 확보하는 것입니다. 그 이후에야 연구원들도 더 뽑고 할 수 있을걸로 생각됩니다. 혹시 한국에서 자기 fellowship을 가지고 계시는 분들이나 자기 현 근무지에서 salary support를 받으시면서 Johns Hopkins에서 단백질체학 연수를 받고자 하는 분들이 계시다면 지원해 주시면 감사하겠습니다. 저 같은 신임교수 한테는 처음 1년에서 2년이 가장 힘든 시기인데, 그런 분들이 지원해 주시면 엄청난 힘이됩니다. 지금 당장은 제가 salary support를 못 해 드리지만, 추후 연구비가 확보가 되면 support도 해 드릴 수 있을 걸로 생각됩니다.
마지막으로, 이번 연구를 성공적으로 마무리 할 수 있도록 지도해주신 Akhilesh Pandey 교수님과 연구를 도와주신 다른 공동저자 분들께도 감사를 드립니다.