1. 왜 생명과학에 관심을 가지게 되었나요?
사람들은 다양한 목적을 가지고 자신의 삶을 살아갑니다. 누군가는 경제적 안정을 위해 살고, 누군가는 가족의 행복을 위해 살고, 누군가는 여행과 같은 취미 생활을 즐기기 위해 살아갑니다. 저 또한 제가 좋아할 만한 일, 의미 있어 할 만한 일을 찾기 위해 고민하던 시기가 있었습니다. 고민 끝에 내린 결론은 사람의 생명을 살리는 데에 도움이 되는 일을 하고 싶다는 것이었습니다. 세상에는 아직 치료 못하는 질병이 많이 있습니다. 그 질병에 걸린 사람들은 살아갈 희망조차 없이 죽어갑니다. 그들을 위해 노력하는 것이 제가 제 삶을 두고 할 수 있는 가장 의미 있는 일이라고 생각했습니다. 그리고 그것이 제가 생명과학을 공부하는 이유입니다.
2. 기억에 남는 생명현상을 한가지만 소개해주세요
제게 특별히 기억에 남는 생명현상은 세포생물학 수업을 들을 때 핵에 대해서 배운 내용중 하나입니다. 그것은 바로 염색체들은 응축되어 있지 않는 간기에도 각각의 chromosome territories에 존재하며 DNA 복제, 전사와 같은 활동을 실행한다는 사실이었습니다. 특별한 규칙 없이 흩어져 있을 것 같은 DNA들이 염색체 별로 지정된 지역이 있고, 그 지역 내에서 DNA끼리 서로 상호작용을 하며 생명활동을 해간다는 사실이 놀라웠습니다.
3. 언급한 생명현상에 대해 가지고 계신 가설을 말해 주세요.
저는 이런 정해진 DNA간의 상호작용에 문제가 생긴 것이 다양한 질병의 원인이 될 수 있다고 생각합니다. 이미 다양한 연구를 통해서 질병을 일으키는 대부분의 유전적 변이들은 비전사 지역(non-coding regions)에 분포한다고 밝혀졌습니다. 이는 유전자에 이상이 생긴 것도 아닌데 유전자 발현 패턴이 달라졌다는 뜻입니다. 이것이 어떻게 가능할까요? 저는 비전사 지역에 있는 특정 변이가 전사와 관련된 DNA상호작용의 변화를 일으켰다고 추측합니다. 예를 들어, 인핸서나 프로모터와 같은 전사 조절 지역에 생긴 변이에 의해서 인핸서-프로모터 상호작용에 문제가 생기면 질병이 나타날 수 있겠죠.
4. 가지고 계신 가설을 어떤 실험적인 방법들로 증명할 수 있을까요?
비전사 지역에 있는 유전적 변이가 일으킨 직접적인 결과는 실험을 통해 관찰하기가 쉽지 않습니다. 하지만 DNA의 3차 구조를 관찰할 수 있는 실험적 방법은 존재합니다. 대표적으로 Hi-throughput Chromatin conformation capture technology(Hi-C)가 있습니다. 이런 기술을 이용하여 질병에 걸린 사람과 걸리지 않은 사람의 DNA 3차 구조 차이를 비교 한 뒤, DNA 서열의 차이와 연관 짓는다면 관련 질병의 원인을 밝히는 데에 도움이 될 것입니다. 물론 실험을 통해 관찰된 환자와 정상인의 차이점 중에서 질병에 의한 것만을 구별해내는 과정은 쉽지 않으리라 생각됩니다.
5. 개별/졸업연구에서 진행한 실험의 내용과 의미를 설명해 주세요.
저는 카이스트 입학 이후 두 차례 연구 프로그램에 참여하였습니다.
첫째로, URP 프로그램을 통해 MERS 바이러스의 치료제를 개발하는 연구를 진행하였습니다. MERS 바이러스는 DPP4라는 수용체 단백질을 인식하여 숙주 세포를 감염시킵니다. 이와 같은 특징을 이용해서 DPP4단백질을 면역글로불린 G의 Fc단백질과 융합시켜 MERS 바이러스의 침입 억제제를 만들었습니다. 실제로 가상 MERS바이러스에 대한 침입 억제 효과가 있는 것이 실험적으로 증명되었을 때는 정말 보람 있었습니다. 하지만 1학년 때부터 시작했던 연구라 제가 무엇인가를 주도적으로 하기 보다는 실험적 기법과 연구 분위기 등을 배우는 데에 더 의미가 있었던 것 같습니다. 고등학교 때 책으로만 배웠던 TEM 현미경을 직접 다뤄보고, 무서울 것만 같은 바이러스를 직접 만들어보는 등의 특별한 경험을 했습니다.
둘째로, 현재는 개별연구 진행하며 생물학 및 기능 유전체 연구실에서 genomics와 관련된 기술을 배우고 있습니다. Chip-seq, DNase-seq analysis등을 실습하며 히스톤 변형과 같은 후성유전적 마크(epigenetic mark) 어떤 유전자의 생물학적 반응에 영향을 주는지에 대해 공부해 보았습니다. 또한 나아가, 앞서 언급한 Hi-C data를 이용하여 보다 정확한 인핸서를 예측 하는 머신 러닝 모델을 짜는 프로젝트를 진행 중입니다. 생명과학과에는 실험을 하는 연구실만 존재할 것 같지만, 이처럼 생물정보학과 같은 학문을 컴퓨터를 사용해서 분석하는 연구실도 존재합니다. 생물정보학의 경우 하나의 기술로 다양한 질병에 적용해 볼 수 있어 활용도와 효율이 높은 것 같습니다.
6. 학과/실험실 생활 또는 연구/공부 과정에서 있었던 에피소드를 소개해주세요
카이스트 생명과학과에 있으면서 기억에 남는 순간들은 아무래도 학과 친구들과 공부하면서 있었던 순간들이 많습니다. 분자생물학을 들으며 정말 많은 외울 것들 사이에서 힘들어하며 서로 격려했던 순간, 생화학을 들을 때 친구와 칠판에 한참 동안 광합성 pathway를 그리며 공부하던 순간, 식물학을 들을 때 같이 수업 듣던 친구와 노란 꽃을 찾아 학교를 돌아다니던 순간 등 생각해보면 소중한 추억이 많습니다.
7. 다른 하고 싶은 이야기
카이스트 생명과학과에서 최선을 다하고 있는 모든 여러분,
여러분과 함께 꿈꾸고 노력하고 있는 이 순간이 아름답습니다.
당신을 응원합니다!
양혁준 15학번
김현웅(15학번)
