“단 하나의 세포로 인생을 시뮬레이션 할 수 있습니다”
“단 하나의 세포로 인생을 시뮬레이션 할 수 있습니다”
  • 임성희 기자
  • 승인 2021.10.29 13:51
  • 댓글 0
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“단 하나의 세포로 인생을 시뮬레이션 할 수 있습니다”

"차별화된 실험법 개발로 좀 더 정확하고 질 높은 유전자 정보를 제공하고 싶습니다" (사진 임성희 기자)
"차별화된 실험법 개발로 좀 더 정확하고 질 높은 유전자 정보를 제공하고 싶습니다" (사진 임성희 기자)

 

DNA 시퀀싱(DNA sequencing, DNA 염기서열결정)은 생물학 및 의학 연구와 발전에 큰 영향을 끼쳤다. 유전의 열쇠를 쥔 DNA 연구는 1869년 DNA 첫 발견 이후 발전을 거듭해왔고, 2003년 인간게놈프로젝트가 완료되며 인간의 질병을 진단, 예측, 치료하는 연구들이 세계적으로 많이 이뤄지고 있다. 이동성 교수는 DNA의 후성유전학적인 메커니즘을 분석해 질병뿐만 아니라 인간의 생로병사를 예측할 수 있는 실험법을 개발하고 있는 신진연구자다. 2020년 9월 서울시립대에 부임해, 아직 학교생활에 적응 중이라고 웃어 보인 그는 두 번째로 맞는 캠퍼스의 가을을 기자에게 소개했다.

“나를 각성시킨 차세대 DNA 시퀀싱 연구”

“대학교 때는 공부에 큰 흥미가 없었어요. 막상 졸업할 때가 되니, 미래를 생각하게 되더라고요. 일반적인 취업보다는 뭔가 가치 있는 일을 하고 싶었고, 그래서 연구할 수 있는 대학원을 물색했어요” 그렇게 이동성 교수가 기회를 얻은 연구실이 바로 서울대 의대 서정선 교수 연구실이었다. 그는 운 좋게 대학원에 들어갈 수 있었다고 했지만, 아마도 그의 열정과 의지가 돋보이지 않았을까? 서정선 교수는 한국 유전체 연구 선구자로 현재 한국 최초 코스닥 상장 벤처기업인 마크로젠 회장이다. 이동성 교수가 대학원 진학 당시 서정선 교수는 차세대 DNA 시퀀싱 연구 세계적 리딩리서쳐였다. “차세대 DNA 시퀀싱 연구를 접하며 제 인생이 바뀐 것 같아요. (웃음) 분석은 연구자들이 많으니, 좀 더 디테일한 후성유전학을 하고 싶어 미국으로 떠났어요. 미국 솔크연구소에서 단일 세포의 부분적인 변화를 관찰하고 또 이를 3차원적으로 관찰해 상호작용까지 동시에 보는 실험법을 연구하며 저만의 연구 분야를 개척했습니다” 후성유전학은 DNA 염기서열 자체의 변화가 아닌 DNA에 일어나는 부분적인 변화 또는 DNA 주변 부위의 단백질 변화 등을 연구하는 학문으로 후천적으로 생기는 돌연변이(전이인자) 등을 연구하는 학문이다. 유전체 내에 전이인자가 많이 분포하는 곳에는 DNA의 메틸화가 많이 일어나 DNA 메틸화 연구도 이동성 교수의 주요 연구분야다. 
  
분석법+실험법=인간 생로병사 시뮬레이션
정해진 DNA 서열을 분석하는 것에 더해, 후천적으로 생길 수 있는 돌연변이까지 예측하거나 관찰할 수 있는 실험법이 더해진다면 그 시너지는 상상 이상이다. 이동성 교수가 지향하는 실험법은 고난도다. 예를 들어, 암세포는 여러 세포가 섞여 있는데, 이 중에 한 세포만 떼어, DNA를 분석하고 3차원적으로 세포 내에서 어떻게 변이가 이뤄졌는지를 파악하는 것이다. 각 세포별로 이런 과정이 이뤄진다면 암 발생 기전을 좀 더 정확하게 파악해서, 좀 더 적절한 치료법을 사용할 수 있다. 이런 내용으로 ‘암 조직 유래 단일 세포의 유전체 구조 변이, 크로마틴 구조, DNA 메틸화의 동시 프로파일링을 통한 암 발생 기전 연구’를 신진연구과제로 진행 중이며 최초혁신실험실에도 선정돼 장비도 구축하고 있다. “돌연변이가 생겼지만, 암이 아닌 것, 돌연변이가 없는데도 암이 된 것 등 세포 별로 다양한 메커니즘이 존재하는데, 좀 더 정밀하게 들여다볼 수 있는 거죠. 더 나아가서는 후성유전적인 특징으로 암을 예측해 예방할 수도 있을 거예요”라며 그는 “암을 타겟으로 과제를 수행하고 있지만, 후에는 제 실험법으로 이런 DNA를 가지고 있으면 어떤 모습으로 어떻게 성장하는지까지 알 수 있지 않을까요? 결국, 시뮬레이션으로 귀결되죠”라고 설명했다. 정확한 시뮬레이션을 위해선 빅데이터가 생명이라, 현재 장비구축과 실험법 개발, 데이터베이스 구축 등의 연구를 수행하고 있다.

이동성 교수는 연구실원들과 자유로운 분위기에서 재미있게 연구하고 싶다고 밝혔다. “우리 연구실 문은 항상 열려있습니다. 함께 재미있는 연구를 하실 분들을 기다립니다” (사진 임성희 기자)
이동성 교수는 연구실원들과 자유로운 분위기에서 재미있게 연구하고 싶다고 밝혔다. “우리 연구실 문은 항상 열려있습니다. 함께 재미있는 연구를 하실 분들을 기다립니다” (사진 임성희 기자)

 

“인간 생명의 신비를 같이 풀어 갈 인재들을 기다립니다”
자신만의 차별화된 실험법 개발로 좀 더 정확하고 질 높은 유전자 정보를 제공하는 게 꿈이라는 이동성 교수는 “달에 가겠다는 목표가 아니라, 로켓을 잘 만들면, 달 뿐만 아니라 화성, 목성 등 우주여행을 할 수 있잖아요. 그런 방법론적인 측면에서 차별화되고 우수한 실험법을 만들어 궁극적으로는 인간 생명 연장과 건강에 이바지하고 싶습니다”라고 밝혔다. “서정선 교수님 연구실에서 정말 즐겁게 많이 배웠어요. 그래서 현재까지 올 수 있었고 여전히 연구에 목말라요. 우리 연구실 학생들과도 재미있게 연구하고 자유롭게 토론하려고 노력합니다. 그리고 훌륭한 인재분들에게 우리 연구실 문은 항상 열려있습니다. 많은 관심 부탁드려요” 이미 오픈된 인간의 DNA에서 누가 먼저 유의미한 성과를 선점하느냐가 관건인 현재, 인간게놈 시뮬레이션 분야에서 이동성 교수의 눈에 띄는 행보를 주목해본다.
 

[이슈메이커=임성희 기자] 


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