한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
질소 고정화는 농업과 지구의 질소 순환에 필수적이기 때문에 오래전부터 많은 연구가 이루어졌습니다. 현재는 Haber-Boach 법을 이용한 산업적 질소 고정이 가장 널리 이용되고 있으나, 에너지를 대량 소비해 이산화탄소를 배출합니다.
반면에 Nitrogenase 효소는 상온에서 ATP 에너지를 이용하여 질소 기체를 암모니아로 환원시킬 수 있습니다. Nitrogenase는 [Fe4S4] cluster를 가진 Iron protein과 질소 기체의 환원이 이루어 지는 MoFe protein으로 이루어 졌습니다. 그 중 MoFe protein은 자연계에서 가장 복잡한 P cluster [Fe8S7] 와 FeMo Cofactor [Fe7MoS9C]를 갖고있습니다. 효소의 메커니즘을 이해하는 것이 상용화를 위해 필수적이기 때문에 많은 그룹들이 다양한 방법으로 경쟁적인 연구가 진행되고 있는 분야입니다. 또한 일산화탄소로부터 탄화수소를 생성하는 것을 보여주고 있어 새로운 biofuel분야로 각광 받고 있습니다.
Nitrogenase는 금속복합체를 갖고 있기 때문에 단백질 정제와 결정화 등 모든 실험이 Anaerobic chamber안에서 이루어져야 합니다. 커다란 박스 안에서 두꺼운 장갑을 이용하여 파이펫을 잡고 실험을 처음 할 때는 많은 어려움이 있었습니다. 하지만 잘 구축된 실험실 환경, 오랜 경험을 가진 교수님과 함께 연구한 동료들 덕분에 많은 배움을 얻고 좋은 논문을 발표할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
University of California Irvine에 계신 Markus Ribbe교수님과 Yilin Hu교수님은 20년 이상 Nitrogenase를 연구하였습니다. 실험실에는 여러 대의 Anaerobic chamber가 구축되어 있고 그 옆에는 알곤 혹은 질소 압축기체통이 많이 준비되어 있습니다. 또한 Nitrogenase 를 발현하는 Azotobacter Vinelandii를 배양하기 위해 200 L의 퍼멘터가 끊임없이 돌아가고 있습니다. 실험실에 합류하여 처음 출근했을 때는 마치 소규모 공장을 보는듯 했습니다. 전세계에 nitrogenase 혹은 metalloenzyme을 연구하는 많은 그룹들이 경쟁적으로 연구결과를 발표하고 있지만, 그 사이에서 분야를 함께 이끌어 가고 있는 두 교수님의 열정을 받아 연구실 구성원 모두 열심히 일을 하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
대학원 과정에서는 생화학, 결정학, 생물학 등 다양한 분야가 접목해 있는 구조생물학을 배우면서 흥미를 가졌습니다. 하지만 박사후연구원동안 Schlenck line, EPR 분광법, GC/MS 등 무기화학 실험에 이용되는 방법을 단백질 연구에 이용할 수 있다는 것을 배우게 되었습니다. 항상 새로운 것을 배우고 도전하는 것이 삶에 활력소를 주었고 좋은 연구결과를 발표하게 되었을 때 더 큰 자부심을 갖을 수 있었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
아직 박사후연구원으로서 누군가에게 조언을 한다는 것이 어렵지만, 현재 진행하고 있는 연구 분야에만 관심을 갖기 보다는 다양한 분야에 관심을 갖는 것이 중요한 것 같습니다. 박사과정 동안 교수님께서 주셨던 조언으로 실험하는 동안 남는 시간 혹은 여유시간마다 논문을 읽는 습관을 가지려고 노력해왔습니다. 현재 연구를 하면서 어려움을 극복해야 할 때 읽었던 논문에서 힌트를 찾아 해결하는데 큰 도움이 되었습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번에 발표한 논문과 관련된 추가적인 연구를 진행하고 있습니다. 또한 Nitrogenase의 구성 요소 중에 아직 구조와 기능이 밝혀지지 않은 효소에 대한 연구도 진행중입니다. 그리고 앞으로 저의 독립적인 연구를 이끌어 가기 위해 새로운 자리를 찾으려고 노력 중입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
대학원과정부터 현재 박사후연구원에 이르기까지 많은 분들의 도움을 잊을 수 없습니다. 특히 박사과정의 지도교수님인 양진국교수님의 조언은 현재 일을 하면서도 문득 생각하게 되는 순간들이 있습니다. 또한 저를 지지해 주는 가족들은 항상 감사하며 일을 하는 원동력이 되고 있습니다.
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