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안승엽
안승엽(Soungyub Ahn) 저자 이메일 보기
서울대학교
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  CV updated 2022-04-29 21:38
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The C. elegans regulatory factor X (RFX) DAF-19M module: A shift from general ciliogenesis to cell-specific ciliary and behavioral specialization

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

인간을 비롯한 많은 개체들은 무수히 많은 신경세포들이 존재하는 가운데, 신경세포 하나하나가 어떤 역할을 하는지 규명해내는 것은 신경과학의 오랜 도전 과제였습니다. 신경과학에서는 다양한 주제를 다루지만, 그간 단일신경세포들의 기능, 신경세포 간의 연결, 가소성 등을 연구하기 위해 모든 신경세포의 존재와 그 위치가 알려진 모델 동물로써 예쁜꼬마선충 (C. elegans)의 신경과학에서의 위상은 특별했습니다. 특히, 특정 신경세포에서 어떤 유전자가 발현해 개체의 행동을 유발하는지 그 인과관계를 제시하는데 있어 탁월한 강점을 보였습니다.

우리 실험실에서는 예쁜꼬마선충의 닉테이션 (Nictation)이라는 히치하이킹 행동에 대해 10년 넘게 연구 중인데, 선행연구에서 예쁜꼬마선충의 IL2라는 이름의 신경세포가 닉테이션 행동에 중요하다는 사실을 보였습니다. 그러나 이 선행연구에서 IL2 신경세포의 어떤 특징이 닉테이션 행동에 중요한지, 또 그 특징은 어떤 조절에 의해 발현되는지는 알 수 없었습니다. 제 연구는 ‘IL2 신경세포가 닉테이션 행동에 왜 중요한가?’에 대한 질문에 대한 답이 될 수 있는 연구로, 신경세포의 발생 과정에서 IL2가 어떤 정체성을 획득하는지, 그 정체성을 갖기 위한 유전자들의 발현은 어떻게 조절되는지를 조사한 연구라고 할 수 있겠습니다. 조금 더 자세히 적자면, 신경세포에서 섬모 발생에 중요한 전사인자 DAF-19의 동형 (isoform) 중 하나인 DAF-19M이 IL2 특이적인 섬모성 정체성을 갖게 하는 유전자들의 발현을 조절하고 있었고, DAF-19M 자체는 IL2 신경세포의 정체성을 결정하는 가장 상위 전사인자인 터미널 셀렉터 (Terminal selector)의 조절을 받고 있었습니다. 다시 말해, 본 연구에서는 IL2 신경세포에서 닉테이션에 필요한 특징은 섬모성 정체성이었으며, 그 특징을 DAF-19M이 이끄는 조절 모듈의 형태로 IL2 신경세포에 부여되고 있다는 점, 그리고 이러한 현상의 구체적인 조절 양상을 명확히 밝힐 수 있었습니다.

이 연구는 제 지도교수 이신 이준호 교수님이 스웨덴의 카롤린스카 의학연구소 (Karolinska Institute)로 연구년을 가셨을 때 시작된 프로젝트였습니다. 연구 수행 중 여러 에피소드들이 있었지만, 두 가지가 특히 기억에 남습니다. 첫번째로 돌연변이체에서 찾은 IL2 신경세포를 조절하는 유전자가 daf-19라는 사실을 알게 되었는데, 이미 daf-19는 선충의 모든 섬모성 신경세포의 발생을 조절하는 master regulator였기 때문에 결과에 우리 연구진은 적지 않게 당황했습니다. 이후 daf-19가 여러 유전자 동형 (gene isoform)들을 가지고 있고, 섬모 발생을 조절하는 동형은 daf-19c, IL2 신경세포에서만 특이적으로 발현하는 동형은 daf-19m이라는 사실을 알게 되어 극적으로 돌파구를 마련할 수 있었습니다. 두번째로는 선충의 남성 특이적 신경세포 (male-specific neuron)와 IL2 신경세포에서 daf-19m에 의한 유전자 조절에 관한 연구가 일부 있었던 것을 확인했는데, 새로운 유전자들과 daf-19m의 구체적 조절 기전을 찾아내어 무사히 논문으로 마무리 지을 수 있었습니다. 이렇게 뒤돌아보니 쉽지 않은 연구였는데 무사히 끝내 논문으로 발표하게 되어 기쁘게 생각합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

저는 서울대학교 생명과학부 소속 이준호 교수님이 이끄시는 ‘유전과 발생’ 실험실에서 박사후연구원 소속으로 연구를 하고 있습니다. 우리 실험실은 예쁜꼬마선충을 모델로 한 신경세포의 연결성 연구, 닉테이션 행동, 신경퇴행질환 연구, 다우어 발생 연구, 또 한국의 여러 지역에서 채집한 선충의 유전체 연구, 생쥐 배아 줄기 세포를 이용한 텔로미어 연구 등 다양한 주제를 가지고 연구하고 있습니다. 실험실의 방대한 범위의 주제로부터 유추할 수 있지만, 지도교수님께서는 학생들의 다양한 흥미와 새로운 연구에 대한 열정을 적극적으로 지지해 주십니다. 저의 경우에도 원래 입학하여 수행하던 프로젝트는 선충의 산화적 스트레스 연구였지만, 중간에 주제를 완전히 바꾸겠다는 저의 생각을 지지하고 적극적으로 도와주셔서 이렇게 무사히 논문으로 정리할 수 있었습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저는 대학원에 입학하고 졸업하는데 다른 사람들과 비교하면 비교적 오랜 시간이 걸렸습니다. 처음 몇 년은 제가 어떤 프로젝트를 하고 있는지 정확히 이해하지 못했던 것 같습니다. 어떤 질문을 던져야 하는지, 그 질문에 맞게 가설을 설정하고 실험을 하는지, 또 어떻게 데이터를 해석해야 하는지 모든 점들이 부족했습니다. 다행히 지도교수님께서 이런 저를 기다려 주셨고, 비록 도중에 프로젝트를 바꾸었지만 이제는 어느 정도 부족했던 부분들을 채울 수 있게 된 것 같습니다.

그럼에도 이 과정은 쉽지 않았습니다. 예상보다 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸고, 더 많은 도움을 받아서 이렇게 연구를 정리할 수 있었습니다. 그래도 지나고 나서 생각해보니 이 모든 과정이 제가 성장하는데 필요한 과정이었고, 처음 입학할 때와 달라진 저의 모습을 보고 다행이라는 생각이 듭니다. 아직도 힘들고 부족한 부분들이 있지만, 무사히 박사과정을 끝내고 제 박사 프로젝트가 논문으로 나오게 되어 행복합니다. 지금도 매일 실험이 잘 되는 것은 아니고, 던져야 할 질문을 생각하며 아직도 내공이 부족함을 실감하지만, 주변에 좋은 동료들을 보며 항상 배울 점을 찾고 자극을 받습니다. 저는 이 부분에 항상 감사하고 있습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

제가 겪은 과정을 생각해보면 다른 분들께 제가 감히 조언드릴 수 있을까요? 저는 그저 모두 뜻하시는 길을 응원하고 싶습니다. 다만 좋은 동료들과 함께한다면 가는 길이 조금은 덜 힘들지 않을까 생각해 봅니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

대학원 생활 동안 연구실의 선배들에게 도움을 받은 부분들이 많습니다. 그 분들도 자신의 연구로 바빴을 텐데, 언제나 제 고민을 듣고 함께 고민해 주셨습니다. 저도 이제 당분간은 선배들이 섰던 그 위치에서 동료들의 고민을 듣고 같이 일손을 돕고자 합니다. 지금 하는 일들이 어느 정도 정리되면, 학계를 떠나 산업계에서 경험을 쌓고 싶습니다. 그간 경험했던 생명현상의 기초 연구보다 조금 더 우리 생활에 밀접한 연구를 하고 싶고, 또 보다 큰 조직에서는 어떻게 연구가 이뤄지는지 경험하고 싶기 때문에 현재는 산업계에서 제가 할 수 있는 일이 무엇인지 고민하고 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이 연구를 마무리 지으며 감사드리고 싶은 분들이 많습니다.

우선 지도교수님께 감사를 드리고 싶습니다. 언제나 바쁜 일정이시지만 어떻게 연구책임자로 랩을 이끌어 나갈지, 연구에 필요한 부분이 있으면 어떻게 동료 연구자와 상호작용 해야 할지, 저에게 너무나도 많은 부분 귀감이 되셨습니다. 특히 제가 그렇게 빠르게 성장하는 학생이 아니었음에도 지도교수님은 저를 기다려 주셨고, 하고 싶은 일을 할 수 있도록 기꺼이 도와 주셨습니다. 특히, 연구 후반부에 (제가 졸업할 연차가 지났기 때문에) 논문을 빨리 썼으면 하셨지만, 제가 조금 더 완결성 있는 연구를 해보고 싶다 말씀드렸는데 제 뜻을 기꺼이 받아 주셨습니다. 덕분에 모두가 만족하는 논문이 나오지 않았나 하는 생각이 듭니다. 정말 감사합니다.

동료들에 대한 감사도 빼놓을 수 없습니다. 저자로 참여해서 누구보다 열심히 행동 실험을 도와 주신 박사과정 양희승 선생님, 터미널 셀렉터와 관련된 아이디어를 내 우리 연구가 한층 도약할 수 있는 계기를 만들어준 손상원 박사님, 논문의 일러스트레이션을 책임져준 박사과정 임현수 선생님, 그리고 언제나 좋은 분위기에서 서로에게 좋은 자극이 되는 유전과 발생 연구실 동료 모두에게 감사드립니다. 리비전 과정 중 흔쾌히 실험을 도와주신 같은 학부의 최희정 교수님과 박사과정 이현식 선생님께도 감사의 말씀 드립니다. 또한 이 연구가 시작될 수 있게 기반을 닦아주신 닉테이션 팀 선배들, 이학선 박사님, 최명규 박사님, 이대한 박사님, 박동준 선배님께도 감사드립니다. 또 오랫동안 연구실에 함께 있으면서 저의 희노애락 모두를 지켜보고 격려를 아끼지 않은 김천아 박사님, 이하늬 박사님께도 감사의 말씀 드리고 싶습니다. 감사합니다.

또, 우리 실험실과 공동 연구한 그룹에 대한 언급도 하지 않을 수 없습니다. 앞서 서술했듯 이 프로젝트는 지도교수님이 스웨덴의 카롤린스카 연구소에 연구년을 가시면서 시작된 프로젝트인데, 카롤린스카 연구소에서는 피터 스와보다 (Peter Swoboda) 교수님이 우리 실험실과의 공동연구에 참여하셨습니다. 특히 스와보다 교수님은 언제나 제 데이터에 대한 날카로운 비평과, 연구에 대한 큰 그림 모두를 제안하시며 저나 지도교수님이 놓친 부분을 메우는 중요한 역할을 하셨습니다. 카롤린스카 연구소와의 공동연구를 위해 저는 스웨덴을 네 번이나 방문해야 했는데요, 이 과정에서 한국에서 경험할 수 없었던 다양한 경험들이 기억에 남습니다. 스웨덴에서 여러 특별한 경험들을 했지만 특히 노벨상 수상 주간인 노벨 위크 (Nobel Week)에 스톡홀름을 방문해 노벨상 수상자들의 강연 (Nobel Lecture)을 들었던 점이나, 카롤린스카 의학연구소에서 2개월 정도 방문 학생 자격으로 현지의 연구 문화를 경험했던 점은 절대 잊을 수 없을 것 같습니다. 이 모든 것을 가능하게 해 주신 스와보다 교수님 (그리고 지도교수님)께 감사드리고 싶습니다.

마지막으로 지금까지 언제나 저를 적극 지지해주신 저희 부모님과, 저를 믿고 함께 가정을 꾸린 저의 배우자에게도 감사의 말씀 전하고 싶습니다.

 

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사진 1. 유전과 발생 연구실 2022년 전기 졸업식

 

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사진 2. 이준호 교수님 (왼쪽)과 Peter Swoboda 교수님 (가운데)

 

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사진 3. 2016년 노벨 생리의학상 강연 (Nobel Lecture)

#Neurodevelopment #Neuronal identity #Behavior
Category: Neuroscience, Genetics, Developmental_Biology
등록일 2022-05-10
  댓글 1
회원작성글 knpu123  (2022-05-12 20:37)
안박사 축하해
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ORCID ORCID 0000-0002-6297-6055
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