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BioLab 최인희 교수
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최기백
최기백(Kibaek Choe) 저자 이메일 보기
Cornell University
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569 KB
  CV updated 2022-02-11 12:04
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Intravital three-photon microscopy allows visualization over the entire depth of mouse lymph nodes

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

지난 20년동안, 살아있는 생쥐의 림프절 내에 면역세포들의 상호작용을 실시간 관찰하기 위하여 공초점 (Confocal) 현미경 및 2광자 (two-photon) 현미경이 활발히 사용되어왔습니다. 하지만, 이러한 기존 현미경들은 투과 깊이의 한계로 인해 림프절의 전체 깊이 (600-900 µm) 중 대략 300 µm 깊이 까지만 관찰 할 수 있었습니다. 본 연구에서는, 주로 뇌 영상화에 사용되고 있던 3광자 (three-photon) 현미경을 림프절 영상화 목적에 맞게 개선하여 림프절 전체 깊이를 영상화 할 수 있었습니다. 이 기술을 이용하여, 림프절내 깊이에 따른 CD8+ T 세포와 CD4+ T 세포의 움직임을 비교할 수 있었으며, LPS를 주입한 염증 모델에서 CD4+ T 세포는 얕은 곳에 비해 깊은 영역에서 운동성이 떨어지는 것을 발견하였습니다. 또한 germinal center dark zone과 같이 B 세포가 밀집된 영역에서 기존 2광자 현미경에 비해 higher contrast 이미지로 B 세포의 움직임을 영상화 할 수 있었습니다. 이와 같이, 기존현미경으로 볼 수 없었던 깊은 영역의 면역세포들의 상호작용을 연구하는데 앞으로 3광자 현미경이 많이 사용 될 것으로 기대됩니다.

2020년 초에 리비전 요청을 받자마자 코로나 판데믹이 발생하여 실험실 출입을 할 수 없게 되었습니다. 그 해 여름이 되어서야 리비전 실험을 할 수 있게 되었고, 여름 내내 열심히 실험을 하였으나, 실험 조건이 잘못되었다는 사실을 알게 되어 4달 가량 하였던 모든 실험을 다시 하였습니다. 두번째 리비전 과정을 포함하여 리비전 과정만 2년이 걸려서 논문이 출판 되었습니다. 참 길게 느껴졌던 리비전 과정이었지만, 그 과정이 전혀 아깝지 않게 논문의 내용이 매우 발전되어서 매우 뿌듯하고 보람찬 경험이었습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

본 연구는 미국 뉴욕주 Ithaca에 있는 코넬 대학교 (Cornell University) 응용물리학과 (Applied and Engineering Physics) 소속인 Chris Xu 교수님 연구실에서 진행되었습니다. Chris Xu 교수님 연구실은 3광자 현미경 개발의 세계적인 선두 그룹이며, 주로 살아있는 생쥐 뇌의 깊은 영역을 영상화 하는 기술을 개발하고 있습니다. 특히 3광자 현미경 기술은 기존 2광자 현미경으로는 영상화 하지 못하는 뇌의 해마영역까지 대뇌피질의 훼손 없이 영상화 가능합니다. 이러한 영상기술을 이용하여, 신경생물학 및 면역학 분야의 다양한 그룹과 공동연구를 활발히 진행하고 있습니다. 그리고, 현재 사용중인 실험실 공간 일부는 예전에 Watt W. Web 교수님 연구실이었으며, 여기서 2광자 현미경 또한 처음 개발되었습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

흥미로운 논문을 읽다가 또는 실험결과를 보다가 새로운 아이디어가 떠오르면 흥분되어 관련 논문들을 찾아보게 됩니다. 이렇게 새로운 실험을 구상하는 일은 저에게 즐거운 일인 것 같습니다. 그런데, 그 구상한 실험의 결론을 얻기 위해 무수히 반복적으로 실험을 하고, 지루하고 시간소모적인 분석들을 오랫동안 지속해야만 하고, 논문의 글이 잘 안 써질 때는 한 문장 쓰고 핸드폰 보고 한 문장 쓰고 핸드폰에 눈과 손이 가는 시간들이 고통스럽기도 했습니다. 이렇게 연구의 진행과정이 느리게 느껴지지만, 한편으론 한 발짝씩 발전해 나간다는 사실에 즐거움을 찾다 보니 보람차고 연구가 재미있다는 생각을 자주 했습니다.

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

제가 하고 있는 연구 분야는 최신 이미징 기술을 이용하여 지금까지 볼 수 없었던 생물학적 현상들을 실시간 관찰하고 이해하는 일입니다. 학제간 연구로써 새로운 기술 또는 새로운 생물학적 지식을 배우는데 두려움을 갖지 않고 즐겁게 도전하는 마음가짐이 있다면 좋을 것 같습니다. 이미징 기술을 개발하는 그룹은 중요한 생물학적 질문을 생각해내기 어려워하고, 생물학 연구 그룹은 아직 보편적으로 사용하지 않는 최첨단 기술을 배우는데 두려움을 갖는 경우를 많이 보았습니다. 학제간 배움을 두려워하지 않는다면, 아직 탐구 되지않은 미지의 영역에 첫발을 내 딛을 수 있는 기회를 많이 가질 수 있다고 생각됩니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

림프절과 같이 중요한 면역기관인 비장(spleen)에서 면역세포들의 상호작용을 연구하고자 합니다. 비장은 림프절보다 더 큰 장기이며, 빛의 산란과 흡수정도가 더 심하여, 기존 2광자 현미경으로 대략 200µm 깊이도 관찰하기가 힘듭니다. 3광자 현미경 기술을 비장 영상화에 맞게 최적화하여, 지금까지 관찰하기 힘들었던 생쥐 비장의 white pulp 영역에서 면역세포들의 상호작용을 영상화하고자 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

먼저 이 연구를 잘 진행할 수 있게 도움을 주신 Chris Xu 교수님과 동료들에게 감사의 인사를 하고 싶습니다.

그리고, 항상 곁에서 이해해주고 힘이 되어준 아내 현지에게 감사합니다. 항상 한국에서 아낌없이 응원해주시는 부모님, 장인장모님, 가족모두에게 감사의 말을 전하고 싶습니다.

#Intravital three-photon microscopy #lymph node #T and B cell migration
Category: Immunology, Biotechnology, Biophysics
등록일 2022-02-23
  댓글 1
회원작성글 굿민  (2022-02-25 09:14)
인터뷰를 읽어보니 그동안의 노력의 결실이라 여깁니다. 다학제간의 연구에 두려움을 잊고, 새로운것에 대한 호기심으로 과학의 본질을 잘 이야기해 주었네요. 앞으로도 멋진 연구활동에 응원을 보냅니다.
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