도전정신과 열정, 인내심 바탕 된 올곧은 연구 펼치다
도전정신과 열정, 인내심 바탕 된 올곧은 연구 펼치다
  • 김남근 기자
  • 승인 2014.05.01 14:49
  • 댓글 0
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[이슈메이커=김남근 기자]
[Leading Researcher] 카이스트 생명과학과 신경회로망연구실 한진희 교수


도전정신과 열정, 인내심 바탕 된 올곧은 연구 펼치다

‘기억’의 생물학적 실체 규명 기대


150억 개의 신경세포와 500조 개 이상의 시냅스로 형성된 사람의 뇌는 과거, 단순히 혈액을 식히는 발열 장치로 생각되기도 하였고, 컴퓨터에 비유되기까지 하며 인간이 개척해야 할 가장 큰 과제로 남았다. 생명체의 모든 활동을 조절하는 역할을 담당하는 뇌에 대한 끊임없는 물음, 기억과 학습, 감정이라는 추상적인 과정의 추론과 구성 방식은 수많은 연구자의 끊임없는 노력으로 인해 그 실마리가 점차 풀리고 있다.



다양한 관점에서 뇌의 신비를 밝히다
뇌와 기억에 대한 연구는 인간에게 남은 마지막 미개척 분야로 많은 연구자가 기억의 실체를 밝히기 위한 연구를 진행했지만, 여전히 풀기 어려운 과학적 난제로 남아있다. 이에 한국과학기술원 생명과학과 신경회로망연구실(Neural Circuit and Behavior Lab)의 한진희 교수는 학습과 기억의 신경생물학적 실체와 원리를 규명하고자 다양한 연구를 수행하고 있다. 
  기억은 학습과 경험의 결과로 뇌에 생성된 신경생물학적 표상이라고 할 수 있는데 이를 엔그램 (engram), 또는 trace라고 한다. 기억 엔그램이 우리 뇌에 정확히 어디에 있는지, 그리고 어떻게 그것이 형성되는지는 잘 알려지지 않았다. 특히, 무수히 많은 뉴런과 시냅스 중 어떤 것이 기억 저장에 영향을 미치고, 결정하는지에 대한 원리는 매우 흥미롭지만 이에 대한 학계의 연구는 아직 미비한 실정이다. 때문에 한 교수는 기억 저장 뉴런 결정이 일어나는 시간프레임과 생물학적 분자기전을 찾고 이를 통해 찾아낸 뉴런들을 인위적으로 활성 또는 억제함으로써 저장된 기억이 발현되는지, 또는 그 기억의 강화와 약화, 제거와 같은 변화가 유발되는지에 대한 연구를 진행하고 있다. 또한, 빛을 이용한 광유전학 기술을 기반으로 원하는 뉴런들을 특정 시간에 조작해 해당 뉴런들에 인위적으로 기억을 주입할 수 있는지에 대한 연구도 수행하고 있는데, 연구실은 이러한 연구를 통해 기억 엔그램의 신경생물학적 실체를 발견하고 그 생성 원리를 규명하고자 노력하고 있다. 
  이 외에 공포기억을 조절하는 신경회로 중추를 찾고 원리를 규명하는 연구와 과거 실험실에서 발견된 크로마틴리모델링 기능에 관여하는 단백질이 기억 유지에 중요하다는 증거를 바탕으로 이에 대한 생물학적 작용방식을 규명하기 위해 다양한 방법을 동원하여 연구를 진행하고 있다. 이를 위해서 생화학, 분자생물학적 방법론, 고해상도 세포 이미징, 생쥐를 이용한 행동분석 등 다양한 연구 기술을 이용하여 분자수준으로부터 시냅스, 신경세포, 신경회로와 같은 모든 행동 관점에서 뇌의 신비를 밝히기 위해 연구에 매진하고 있다.
  한진희 교수는 “연구실에서는 그동안 우리가 잘 몰랐던 근본적인 과학적 질문에 대한 답을 찾는데 있어 새로운 단서를 제공함으로써 기억의 신경생물학적 실체를 파헤치는데 크게 이바지할 것입니다. 나아가 치매와 같은 기억에 심각한 손상을 초래하는 뇌 질환의 원인을 이해하고 새로운 개념의 치료방법을 찾는데 도움을 줄 것으로 기대합니다”라며 연구실 연구에 대한 자부심을 내비쳤다. 

▲카이스트 생명과학과 신경회로망연구실 구성원 
김지은 박사(연구교수), 최광연(박사 5년차), 권정태(석박통합 4년차), 김형수(석박통합 4년차), 장진호(석박통합 3년차), 정이레(석박통합 3년차), 유미란(석박통합 2년차), 조혜연(석박통합 2년차), 권민경(테크니션), 강민주(랩메니저)


미래를 이끌어 갈 수 있는 개척자 정신 필요
과거 한진희 교수는 대학원 과정 중에 군소(Aplysia)라 불리는 바다달팽이 신경계를 이용해 세포접착단백질이 장기 시냅스 가소성을 매개하는 시냅스의 구조적, 기능적 변화과정에서 어떠한 역할을 하는지에 대한 연구로 노벨상 수상자인 Columbia 대학의 Eric Kandel 박사와 함께 논문을 발표했다. 또한, 포스닥 과정 중에는 세계 최초로 유전자 발현 조절 기능을 하는 전사인자인 CREB 단백질(유전자 발현 조절 기능을 하는 전사인자)이 기억 저장 뉴런을 결정하는 중요한 인자라는 사실을 규명했다. 이에 대한 후속연구로 특정 뉴런만을 조작해서 기억을 제거한 최초의 논문을 발표하며 2007년에 이어 2009년에도 세계적인 학술지 ‘Science’지에 논문을 게재하는 등 탁월한 연구결과를 도출해냈다. 
  이렇듯 한 교수는 한 분야에서의 꾸준한 연구를 진행해 오며 앞으로 현재 진행되고 있는 연구내용들을 한 단계 발전시켜 깊이 있는 연구를 진행하고자 한다. 나아가 기억을 한마디로 정의할 수 있을 정도의 연구 성과를 도출해내어, 자신의 연구 분야에서 세계적으로 이름을 알릴 수 있는 과학자가 되기를 희망한다.
  항상 새로운 것에 도전하고 극복하고 해결했을 때 얻게 되는 희열이 과학자로서 느낄 수 있는 최고의 기쁨이라고 한 교수는 말한다. 그는 “과학을 하는 사람은 순수하고 사실에 겸허하며, 진실 되어야 합니다. 실패를 두려워하지 않는 끊임없는 도전정신과 열정, 인내심을 바탕으로 미래를 이끌어 갈 수 있는 개척자 정신이 필요합니다”라며 진정성 있는 과학자의 모습을 강조했다. 이러한 그의 연구에 임하는 올곧은 자세가 많은 미래의 과학자들에게 바른 척도(尺度)가 되기를 희망해 본다.



카이스트 생명과학과 신경회로망연구실 한진희 교수 

 - 생화학분자생물학회 BMB Reports 편집위원 (2014 - 현재)
 - 한미 한림원KFoS (Kavli Frontiers of Science) 운영위원 (2013 - 현재)
 - 대구경북첨단의료산업진흥재단 실험동물센터 자문위원 (2013 - 현재)
 - 생화학분자생물학회 시냅스분과 학술위원 (2010 - 현재)
 - KIST IBRO summer 프로그램 lecture 강연 (2011)
 - 교육과학기술부 주최 융합인재교육 중등교원 심화연수 강연 (2012)
 - 교육과학기술부 주최 진로멘토링 강연 (2012)
 - 경암바이오유스 캠프 강연 (2013)
 - 세계 뇌주간 행사 카이스트 강연 (2011)
 - KBS 사이언스 대기획 인간탐구 3부작 방송출연 (2011)
 - Science, Molecular Brain, Experimental Neurobiology, Animal Cells and Systems, 한국분석과학회지 등 다양한 저널 논문 review 활동



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