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카이스트에서 본 미래 Seeing into the Future

2017.09.11 15:32

김서영(15학번)

조회 수 706 댓글 0
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이름 김서영
한줄요약 세상에 쉬운 연구는 없는 것 같습니다.

1. 왜 생명과학에 관심을 가지게 되었나요?


학창시절 생명과학은 용어를 달달 외우기만 하는 암기과목이라는 이미지가 강했습니다. 하지만, 고등학교 진학 후 수업을 들어보니 단순한 암기가 아니라 현상에 대한 이해가 중요하다는 것을 느낄 수 있었습니다. 공부를 하다 보니 복잡한 메커니즘은 가장 효율적인 것이었으며, 복잡한 구조는 저마다 이유가 있었습니다. 이런 점이 생명과학에 대한 흥미를 키워주었습니다. 아직 해결되지 않은 많은 질문이 남아있다는 것도 매력적으로 다가왔습니다.



2. 기억에 남는 생명현상을 한가지만 소개해주세요


아무래도 최근에 배웠던 내용인 수면에 관한 것이 가장 기억에 남습니다. 수면에 관한 내용을 배우면서 수면에 대해 잘못 알고 있는 사실이 다소 있었다는 것을 알 수 있었습니다. 특히 재미있었던 내용은 인체의 일주기 리듬 (Circadian rhythm)에 관한 내용입니다. 빛이라는 외부의 자극이 없더라도 인간은 생활 주기를 유지합니다. 뇌의 SCN (Suprachiasmatic nucleus)이라는 부분이 생체 시계로 여겨집니다. 놀라운 점은 SCN의 뉴런 각각이 circadian rhythm을 나타낸다는 것 입니다. , circadian rhythm의 본질은 neural circuit이 아니라 각각의 neuron안의 metabolism인 것 입니다. 메커니즘은 다음과 같습니다. Neuron에서 특정 유전자가 발현되어 특정 단백질을 생성합니다. 그렇게 생성된 단백질은 세포 내에서 어느 농도가 되면 자신을 만들어내는 유전자의 발현을 억제합니다. 유전자의 억제로 인해 세포 내에서 그 단백질의 농도는 다시 내려갈 것 입니다. 이러한 단백질 농도의 주기적 변화가 결과적으로 circadian rhythm을 생성합니다. 여러 단백질이 이와 같은 작용을 통해 복합적으로 circadian rhythm을 조절한다고 알려져 있습니다. 그리고 만약 그런 유전자들 중 하나에 문제가 생기면 수면 장애를 초래한다고 합니다.



3. 언급한 생명현상에 대해 가지고 계신 가설을 말해 주세요.


단백질 농도 변화가 어떻게 뉴런의 활동에 영향을 미치는지에 대한 나름의 가설을 세워 보았습니다. 뉴런의 firing에 영향을 주기 위해서는 결국 ion channelinteraction을 해야 합니다. 일련의 protein-protein interaction을 통해 ion channel을 활성화 시킨다는 가설을 가지고 있습니다. 사실 이러한 가설은 상당히 포괄적이고 당연한 것으로 보입니다. 이 현상을 밝히는 것에 있어 중요한 부분은 어떤 단백질이 그러한 interaction에 관여하느냐 일 것입니다.



4. 가지고 계신 가설을 어떤 실험적인 방법들로 증명할 수 있을까요


Protein 간의 interaction을 밝히기 위해 사용할 수 있는 방법에는 다양한 것들이 있습니다. Co-IP를 이용해 직접적으로 interaction하는 protein을 밝힐 수 도 있으며, 특정 geneoverexpression Western Blotting을 통해 다른 단백질의 양을 조절 하는지의 여부도 알아 볼 수 있을 것 입니다. 다양한 단백질이 circadian rhythm 생성 mechanism에 관여하는 후보로 거론될 수 있을 것인데, biological clock의 주기가 약 24시간임을 고려하여 half-life가 수 시간인 것으로 골라 knock-out 후 생체 주기의 변화를 살펴보면 될 것으로 보입니다. 위의 방법으로 protein-protein interaction이 발생할 것으로 생각되는 단백질들을 골랐다면, 그런 단백질들의 구조를 밝혀 내면 정확히 어떻게 interaction하는지 알 수 있을 것 입니다.


 

5. 개별/졸업연구에서 진행한 실험의 내용과 의미를 설명해 주세요. 또는 배웠던 내용중 가장 기억에 남는 흥미있는 내용을 말해 주세요.


제가 개별연구동안 진행하고 있는 연구는 mouse knock-out에 소요되는 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 fusion protein의 정제 후 그 protein의 생화학적 특성, 효용성에 대해 알아보는 것 입니다. 올해 1월부터 이 연구를 시작하였는데, 슬프게도 아직 단백질 정제도 성공하지 못하였습니다. 개별 연구를 6개월 동안 하면서 배웠던 것은 실제 연구는 책 안에서 봤던 것과 많이 다르다는 것 입니다. Subcloning이나 transformation 등 당연히 되어야 할 과정이 안 되는 경우가 많았습니다. 전공 책에 나오는 실험은 아주 간단하게 묘사되며, 심지어 한 줄로 나오는 것도 있습니다. 개별 연구를 해 보니 그 한 줄에도 수많은 시간과 노력이 투자되었음을 느낄 수 있었습니다. 실험을 하다 보면 예기치 못한 장애물을 만나게 됩니다. 그런 장애물을 어떻게 극복해 내는지가 연구자의 삶에 있어 중요한 것으로 생각됩니다.



6. 학과/실험실 생활 또는 연구/공부 과정에서 있었던 에피소드를 소개해주세요


지금까지 진행된 것은 fusion protein genesubcloning입니다. 근 몇 달 동안 진행중인 것은 fusion protein expression입니다. 그러나 protein induction이 제대로 일어나지 않는 것으로 보입니다. 그리고 언제부턴가 SDS-PAGE를 할 때 protein이 아주 느리게 내려가고 band가 제대로 나타나지 않았습니다. 실험을 진행하면서 문제가 있었는가 싶어 실험을 여러 번 진행하였는데 할 때 마다 계속 결과가 이상하게 나왔습니다. 이 문제는 후에 간단하게 해결되었습니다. SDS buffer를 바꾸어 주니 해결되었습니다. 이처럼 연구를 진행할 때는 예상치 못한 장애물을 자주 만나게 되는 것 같습니다.



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