미니 항체 개발로 식물의 생산성 증대를 기대하다  

지난 해, 바이러스로 인해 농작물이 받는 피해액은 1조 원을 넘어섰다. 게다가 최근 농산물 자유교역 확대와 고온다습한 환경이 지속됨에 따라, 신종 바이러스가 유입되어 식물에 피해를 주고 있는 실정이다. 실제 배추, 고추, 토마토 등 바이러스가 감염된 식용 작물은 치료제의 부재로 폐기 처분될 수밖에 없다. 때문에 학계에서는 농가의 바이러스 피해를 줄이기 위한 방안으로 현장에서 신속하고 정확하게 바이러스를 진단할 수 있는 항체 개발 연구의 필요성을 느껴 향후 농가에 경제적인 혜택을 줄 수 있는 방안 마련에 촉각을 곤두세우고 있다.

효율성을 극대화하는 미니 항체 진단 기술

식물 바이러스를 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 항체 개발 기술이 등장해 농수산업계의 관심을 모으고 있다. 이는 실험동물을 이용하지 않고 사람 항체 유전자를 이용해 시험관 내에서 식물바이러스 진단용 항체를 생산하는 기술로 알려졌다. 이에 최근 성균관대학교 유전공학과의 세포공학연구팀(교수 이석찬)은 국립식량과학원과 공동으로 ‘시험관 내 식물바이러스 항체 생산 기술’ 개발로 특허출원을 신청했다. 연구팀의 ‘미니항체’를 이용한 식물바이러스 진단기술 개발은 15년 전부터 연구의 기초를 다져온 장기 프로젝트였다. 미니항체를 이용한 바이러스 치료제 개발로부터 시작된 이번 연구는 바이러스 진단의 중요성을 인식하게 되는 중요한 계기였다. 이번 연구를 주도한 이석찬 교수는 그간 축적된 미니항체 연구경험을 기반으로 바이러스 진단 기술을 개발하는 성과를 거뒀다. 이번 항체 기반 진단 기술에 관심이 모아지는 이유도 현장에서 간편하고 신속하게 바이러스를 진단할 수 있다는 점 때문이다. 이는 바이러스의 방제와 확산 억제에 가장 효과적이고, 국내에 보고되지 않은 바이러스의 경우도 바이러스 유전자를 합성하여 바이러스 진단용 항체를 제작할 수 있다는 점과 항체의 생산과정에 실험동물을 사용하지 않고 저비용으로 대량 생산이 가능하다는 것이 큰 장점으로 손꼽힌다.
 

  이 교수 연구팀은 이외에도 핵산가수분해 능력을 가진 미니 항체를 식물과 동물, 사람에 병을 일으키는 바이러스에 대한 치료제로 가능성이 있음을 확인하였고, 현재 이 미니 항체를 이용하여 바이러스 단백질 치료제로 개발 중에 있다. 한편, 이 교수는 암 연구의 일환으로 비타민을 활용한 환자 맞춤형 암 치료제 연구 및 암치료 과정에 나타나는 후유증 중에 림프부종이나 말초신경병증을 완화시키는 의학 관련 연구를 진행해 암 환자의 삶의 질을 개선하는 데 초점을 맞추고 있다. 
 

  이 교수는 이러한 연구가 융합 연구를 통한 시너지 효과를 보기 위한 시도로서 바람직하다는 평가를 내렸다. 그는 동식물이 가지는 본연의 생물학적인 특성을 조명하며 그동안 연구자들에 의해 축적된 연구 결과 등을 접목하는 다양한 연구를 수행해 의미 있는 결과를 확인해왔다. 이에 연구팀은 수많은 연구자들에 의해 보고된 훌륭한 동물 및 식물 연구를 심도 있게 고찰했다. 뿐만 아니라 림프부종 연구에 식물병 연구 결과를 활용하였으며, 면역학 실험 기법으로 식물바이러스 진단 기술개발을 수행하기도 한다. 
 

  이석찬 교수는 “과학 발전을 위해 전문 분야를 심도 있게 연구하는 그룹이 필요하지만 전문 분야를 연결하는 중개연구도 필요하다고 생각합니다. 향후 미제를 해결하기 위해서는 저희 연구실처럼 식물과 동물분야를 연결시켜주는 새로운 도전을 시도할 필요가 있습니다”라고 강조했다.

기초와 실용의 가교 역할을 하는 중개 연구

이석찬 교수는 ‘중개 연구’에 주력하는 연구자다. 중개 연구는 기초 연구와 실용화 연구 사이의 간극을 메우는 역할을 한다. 최근 세계적으로도 중개 연구에 대한 중요성이 부각됨에 따라, 중개 연구는 각종 전문 학술지를 통해 소개되고 있다. 이에 이 교수의 세포공학연구팀은 기초 의학과 임상 의학, 기초 생물학과 농업 및 해양 분야의 현장연구를 연결하는 중개 연구를 주로 수행해오며, 소성(塑性, plasticity)의 특성을 보이는 식물, 탄성(彈性, elasticity)의 특성을 보이는 인간을 포함한 동물 간의 새로운 중개 연구를 시도하고자 했다. 이는 식물과 동물이 가진 기본 특성을 이해해 이를 바탕으로 동식물 연구에 사용되는 실험 기술과 연구 방법 등을 서로 다른 시스템에 접목하는 데 목적을 두고 있다. 이 교수는 수행 중인 이 연구 분야를 ‘Neo-Translational Research’라는 한 단어로 일축했다. 
 

  이 교수의 연구실에서는 연구의 필요성을 판단해 연구비 수혜와 상관없이 연구를 시작하는 연구자적 신념을 드러내고 있다. 이 교수는 지금 수행 중인 모든 연구가 과거 연구실의 연구 주제이자 현재의 연구 주제이고, 미래의 연구 주제가 될 것이라는 말을 남겼다. 이에 진행해온 연구들은 10년, 20년 전부터 수행을 해온 지속적인 연구 주제들이었다. 한편, 연구실의 모든 연구원들은 기본적으로는 식물과 동물을 모두 다룰 줄 알며, 동식물 연구를 원활히 수행하기 위해 식물 배양실과 동물 사육실을 독립적으로 운영하고 있다. 
 

연구의 길을 제시하는 교육자로서의 신념

이석찬 교수는 자신을 소개할 때 연구자이기 전에 교육자임을 강조했다. 그는 대학에 20여년을 재직하면서 교수로서 교육에 초점을 맞춰왔다. 학생들을 지도하는 과정에 학생들로부터 더 많은 것을 배울 수 있었고, 자신이 비록 배우지 못하고 알지 못하는 영역일지라도 교육에 또는 연구에 필요하다고 생각이 들면 주위의 전문가들의 도움을 받아서라도 학생들에게 보다 나은 연구 여건을 만들어 연구하게 해주고 싶었다는 신념을 갖게 됐다고 전했다. 이에 이 교수는 다양한 연구를 수행하는 과정에 다양한 연구 분야 사이의 전문성의 격차를 실감하고 좌절하기도 했으나, 이 과정을 극복하는 과정에 융합 연구를 완성해가는 시발점을 마련하기도 했다. 이 같은 과정을 통해 진행해온 연구 성과들이 그저 종이로 남는 것이 아닌 사회와 관련 연구 분야에서 활용되길 바랐다. 이 교수는 연구실이 아닌 현장에서 필요로 하는 것을 주제로 연구해왔다는 자신감을 내비쳤고, 이 연구들이 학계와 사회에서 객관적인 평가를 거쳐 현장에서 활용될 수 있기를 바란다고 말했다. 
 

  향후 연구의 방향성에 대해 이 교수는 연구의 무게 추를 실제 적용에 초점을 맞출 예정이며, 이에 대한 준비를 차근차근 진행 중이다. 또한, 이번 미니 항체 연구의 발표는 사회적인 요구에 따라 상용화가 언급된 만큼 이 교수는 이번 연구가 국가적인 차원에서 진행돼야 하며 국내 시장뿐 아니라 세계적인 보급을 위한 준비가 필요하다고 목소리를 높였다. 
 

  이 교수는 “저는 우연히 식물과 동물, 그리고 의학이 접목된 새로운 연구를 진행할 기회가 있었고 그동안 어려움은 많았지만 포기하지 않았기에 지금은 새로운 분야를 개척했다는 자부심은 느낍니다. 하나의 전공분야에서 최고가 되는 것도 중요하지만 다양한 전공을 접목하여  새로운 연구영역을 개척하는 것도 중요하기에 사고의 전환이 필요한 때입니다. 지금 보다는 더 많은 연구자들이 무모한 도전일 수도 있지만 다양한 분야의 연구를 융합하는 연구를 시도할 수 있는 저변을 확대해야 합니다. 그에 따른 국가의 지원과 관심이 필요한 때입니다”라고 말했다. 
 

  연구 분야의 융합을 통해 새로운 결과와 가능성을 제시한 이석찬 교수. 그는 식물과 동물의 독특한 생물학적 특성을 활용하여 농업이나 의료 현장에 필요한 연구를 수행하는 과정에 함께 도전하고 고생한 모든 세포공학연구실의 학생들과 졸업생의 노고에 큰 박수를 보내며, 세포공학연구실에서 만들어진 이러한 작은 변화가 국내 연구 문화에도 나비효과로 작용하기를 바란다는 소망을 밝혔다.

김남근 기자 다른기사 보기