생명시스템대학 권호정(생명공학 전공) 교수가 과학기술정보통신부가 지원하는 2021년 리더연구자지원사업에 선정되었다. 이는 정부가 글로벌 연구 리더를 육성하기 위해 세계적 수준에 도달한 상위 0.3% 이내의 우수 연구자를 집중 지원하는 사업이다.

이번 지원사업에 66명의 연구자가 지원하였다. 해외평가, 토론평가, 발표평가 등 엄격한 심사 절차를 거쳐 자연과학, 기초생명, 의약학, 공학, 정보통신기술·융합 분야에서 최종 14명의 리더연구자를 선정되었으며 권호정 교수는 기초생명 분야 리더연구자로 선정되었다.

권 교수는 ‘저분자 화합물을 활용한 세포소기관 상호소통의 분자사회적 기능 해석’이라는 연구 과제를 올해 6월부터 2030년 2월까지 8년 9개월 간 수행해 나갈 것이다.

[권호정 교수]

Q1> 리더연구자로 선정된다는 것은 평생의 교육과 연구의 성과를 인정받은 격이라 굉장히 영광스러운 결과라 생각합니다. 먼저 선정 소감 부탁드립니다.

A1> 우선 성실히 열정적으로 연구를 진행하고 있는 생명공학과 화학유전체학연구실의 현 대학원생 그리고 세상에 유익한 연구를 진행하고 졸업한 60여명의 졸업생 OB들의 노력과 애씀 덕분에 이번 결과가 가능하였다 생각하며 이들에게 깊은 감사와 존경의 마음을 전합니다. 또한 그동안 연구와 교육을 수행함에 있어 따뜻한 격려와 울타리가 되어준 학과 및 대학 선후배 동료 교수님, 그리고 교내 구성원분들과 저의 가족의 성원과 믿음이 여기에 오기까지 큰 힘이 되었습니다. 감사드립니다.

1999년 미국에서 귀국하여 국내에서 처음으로 화학유전체학이라는 명칭의 연구실을 시작하면서 크고 작은 굴곡이 있었지만 그래도 변함없이 연구를 지속하며 세상에 조금이나마 유익한 결실을 도출하고자 노력했던 근간에는 연구실, 학과, 대학, 학회, 연구재단 등 저의 연구와 관련된 여러분의 성원과 격려가 있어 가능하였다고 생각합니다. 개인적으로 과분한 영광의 기회를 주심에 다시 한번 감사드리며, 아울러 ‘화학과 생명과학’의 연결과 융합이라는 새로운 학문적 시도를 그동안 믿고 참여해주시고, 성원해주신 모든 분들에게 영광스러운 영예를 함께하고자 합니다.

[연구실 박사학위 취득 졸업생들, 연구실원들과 함께 (2021. 8. 27.)]

Q2> 리더연구자 지원 사업에 지원하기로 결심하신 계기는 무엇인지요?

A2> 앞서 말씀드렸듯이 제가 미국에서 귀국하여 모교 대학의 교수로서 교육과 연구를 진행한 지 올해로 23년째이고 일본과 미국에서의 박사학위와 박사연구원 과정 10년을 합치면 지난 33년간 ‘화학과 생명과학’이라는 약간은 다른 성격의 학문을 연결하고 융합하는 새로운 시도에 집중하여 왔습니다. 이 과정에서 제 연구의 핵심은 ‘생명체의 다양한 현상을 저분자 화합물을 사용하여 규명하고 조절’하고자 하는 것이었습니다.

본 연구에 필요한 사항으로 우선 연구의 주요 재료인 천연 화합물이나 약물 등 화학적 성분을 다룰 수 있는 화학을 이해하여야 하였습니다. 또한 저분자 화합물을 생명체의 다양한 기능 (표현형) 조절에 활용하고자 하였기에 현대 생명과학에 대한 이해와 활용이 더불어 필요하였습니다. 한 분야를 공부하는 것도 벅찬 데 화학과 생명과학 두 학문을 공부하고자 하니 연구실 개설 초기에는 관련 지식과 경험이 부족하여 연구 진행이 쉽지만은 않았습니다. 그러나  ‘화학과 생명과학’을 연결해준 유용한 연구재료가 있었는데 그것은 바로 ‘저분자 화합물’이었습니다.

분자량 500이하의 적은 유기화합물인 이들 분자는 기초 화학지식으로도 다루기 용이한 분자이며, 생명체에 처리시 가역적으로 활성을 발휘함으로 살아있는 세포나 작은 모델 생명체 (효모, 초파리, 제브라 피시, 마우스등)에 처리 후 생물학적 반응을 관찰하고 추적하기 용이한 장점이 있습니다.

따라서 그동안 생명과학의 주요한 학문적 발견 및 여러 질환치료에 이들 저분자 화합물이 유용한 연구재료로 활용되어 왔습니다. 저는 저분자 화합물을 활용한 연구의 특성과 장점을 일본과 미국 최고 전문가 교수님들의 지도로 접할 수 있는 소중한 기회를 해외 유학을 통해 가졌습니다. 또한 열정이 넘치는 미국, 일본의 연구자들과 함께 공부하고 체험하는 매우 귀한 경험도 할 수 있었습니다. 해외 유학에서 깨우친 저분자 화합물을 활용한 융합 연구를 국내에 돌아와 우리 학생들, 동료 연구자들과 함께 수행하며 세상에 도움이 되는 새로운 결과를 도출하고자 노력하였습니다.

그 결과 암, 혈관신생, 오토파지, 퇴행성 뇌질환, 노화, 비만 등 다양한 생명현상을 조절하는 저분자 화합물 80여가지를 우리 학생들, 공동연구자분들과 함께 발견할 수 있었습니다. 또한 이들 저분자 화합물을 생체 처리 시 어떤 분자와 결합하여 활성을 발휘하는 지에 대한 작용 기전 규명 연구를 진행하고 이들의 표적 단백질을 효율적으로 결정하는 새로운 생명과학 및 생명정보학 연구를 수행하였습니다. 그 결과 저분자 화합물의 표적 단백질로서 30가지 이상을 결정할 수 있었습니다. 이들 ‘저분자 화합물-표적단백질’간의 상호작용을 분자적으로 규명함으로써 생명현상의 주요 조절 기전을 이해할 수 있으며 아울러 이를 조절할 수 있는 연구 재료와 방법을 확보하게 되어 ‘일석이조’의 결실을 얻을 수 있었습니다.

이 같은 흥미로운 결과를 종합적으로 검토하던 중 세포내 여러 소기관의 상호소통에도 주요한 단백질들이 저분자 화합물이나 생체분자와 상호 작용하며 소기관의 소통을 조절하며 궁극적으로 세포 기능을 조절하고 있음을 알게 되었습니다. 그런데 이와 같은 연구는 세계적으로 아직 시작 단계이기 때문에 저희 연구진이 그동안 구축한 저분자 화합물을 활용한 생명현상 규명과 조절 연구의 결과와 경험이 이런 미개척 분야의 연구에 조금이나마 도움이 될 수 있지 않을까 생각하였습니다.

주지하시는 바처럼 리더 연구자 연구사업은 몇 년 전에는 ‘창의과제’로서 한국연구재단의 개인연구자지원 사업으로 독창적이고 창의적인 연구 결과 도출을 위해 분야 0.3%의 연구자에게만 지원되는 독특하고 경쟁이 심한 과제입니다. 본 과제의 특성상 저희 연구실의 그동안 연구결과와 경험 그리고 국내외 우수 연구자들과 구축한 협력관계는 이같은 리더 과제 수행에 부합할 수 있을 것이라고 보았습니다. 또한 때 마침 지난 학기 제가 학과와 대학의 배려로 한 학기 동안 연구 학기(안식 학기)를 가지게 되어 저의 ‘crude idea’를 연구실의 대학원생들과 함께 관련 논문을 공부하며 저희들의 연구결과와 연결, 분석하는 심적, 시간적 여유도 가질 수 있었던 것이 본 사업 지원에 크게 도움이 되었습니다.

지금 생각해보면 참으로 우연한 계기로 리더 연구자 사업 지원을 생각하게 되었지만 저의 정리되지 않은 부족한 생각을 연구실 대학원생들과 여러 선생님들의 도움과 조언으로 다듬어 가면서 연구에 좋은 동기부여와 경험이 되리라 생각하고 본 사업을 지원해보자는 마음을 가지게 된 것 같습니다.

Q3> 교수님께서 수행하실 연구 과제가 ‘저분자 화합물을 활용한 세포소기관 상호소통의 분자사회적 기능 해석’ 입니다. 이 연구가 성공적으로 완수된다면 우리 삶에 어떤 긍정적인 영향을 끼칠 수 있다고 생각하시는지요? 

A3> 본 주제는 생명체의 기본 단위이며 개별적 시스템인 세포의 기능을 이해하기 위해 세포내 기관들의 상호 소통과 여기에 관여하는 분자들을 발견하고 그 기능을 조절하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이를 성공적으로 이루어 내면 기초 생명과학적으로 세포의 기능 이해에 있어 그동안 개별적 소기관들의 역할에 대한 지식에 추가하여 소기관 간의 상호작용들이 세포 기능 조절에 미치는 영향, 그리고 이들이 관여하는 생명현상의 조절에 대한 새로운 정보와 깨달음을 얻는데 조금이나마 도움이 되리라 생각합니다. 이는 또한 다양한 생명 현상의 원리를 규명하고자 하는 연구자들에게 호기심과 궁금한 마음을 풀고자 함에 있어 좋은 ‘동기부여’가 되리라 봅니다. 아울러 그 노력의 결실로 아직 밝혀지지 않았던 새로운 발견을 기반으로 여러 질환 치료제 개발에도 연결되어 과학을 통해 우리 세상을 보다 행복하게 하는데 기여하리라 생각합니다. 이처럼 정량적으로는 셈할 수 없는 긍정적인 영향에 추가하여 세포소기관의 상호 소통이 관여하는 분자 사회적 관계망 해석으로 이를 조절할 수 있는 저분자 화합물 및 관련 인자의 신규 약물 개발의 표적 분자 및 바이오 마커로 활용하여 관련된 암, 혈관질환, 대사성질환, 퇴행성 뇌질환, 노화 등 다양한 난치성 만성 및 급성 질환 치료제 개발에 기여하여 인류 건강 복지 개선 및 관련 바이오산업 발전에 기여할 수 있을 것입니다.

[세포소기관 상호소통의 분자사회적 기능해석 개념도]

Q4> 해외평가, 토론평가, 발표평가 등 여러 평가 절차를 통과하셨는데요, 이를 준비하고 단계를 밟아 가면서 가장 인상적인 에피소드나 기억이 있다면 여담으로 말씀부탁드립니다.

A4> 말씀대로로 본 과제는 여러 단계에 걸쳐 다양한 방법과 시각으로 장기간 (2020년 11월 과제 공지후 최종 결과 발표 2021년 6월 27일)에 걸쳐 평가가 이루어 졌습니다. 각 단계마다 다양한 관점에서 연구 내용과 연구자 및 연구그룹의 자질이 평가되어 이들 과정을 준비하는 것이 쉽지 않았습니다. 다행히 저희 연구실이 지난 6년간 국제협력연구로서 ‘글로벌연구실’을 스웨덴 룬드 대학팀과 협력하여 큰 규모의 연구과제를 수행했던 경험이 큰 도움이 되었습니다. 이 같은 저희 연구실의 경험에 추가하여 각 평가 단계별로 제안서 및 발표안을 구성할 때는 ‘brain storming’ 모임을 가지며 추가적으로 개선하고 보완하여야 할 부분을 연구에 참여하여 실질적으로 수행할 대학원생들과 최대한 소통하며 풀어나가고자 하였습니다. 아울러 학과, 대학 그리고 학회에서 유사 연구를 수행하는 선후배 동료 교수님들과 상의하며 본 연구가 추구해야할 방향과 내용에 대한 객관적 조언을 구하였습니다.

이 과정에서 개인적으로 아쉬웠던 점은 작금의 코로나19 상황으로 연구실 대학원생이나 교수님들과 편하게 식사라도 함께 할 수 있는 기회가 적었다는 점입니다. 모쪼록 코로나19의 상황이 호전되고 우리의 삶이 원래의 모습으로 어느 정도 돌아가면 이런 시간을 가지며 유익한 상호 소통을 많이 할 수 있으면 좋겠습니다.

Q5> 생명시스템대학에서 300여명의 연구원이 연구 활동을 합니다. 오랜 기간 연구자로서의 삶을 살아 오신 교수로서 젊은 연구자에게 조언 부탁드립니다.

A5> 저는 대학생때부터 생명과학에 입문하여 그후 현재까지 40년간 일관되게 생명과학 연구와 교육을 수행하고 있습니다. 부족한 저에게 귀한 깨우침과 세상에 보답할 줄 하는 마음을 일구어 준 생명과학 연구를 할 수 있어 참으로 행복한 삶을 살아 왔다고 생각합니다. 그동안 저의 연구실 제자들, 학생들을 면담 할 기회가 많았는데, 그때마다 저는 교육자이자 연구자로서 참으로 감사한 인생을 살아 왔고 이 여정이 비록 쉽지만은 않았지만 참으로 보람 있고 저에게 세상에 온 소명의식을 깨우쳐 준 감사한 선물이라고 전하고 있습니다.

이 같은 마음을 담아 그동안 연구를 하며 개인적으로 소중하다고 생각하는 다섯 가지의 “C”로 시작하는 키워드를 생각하게 되었는데 이를 소개하며 우리 대학의 젊은 연구자들이 연구를 수행함에 있어 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.

1. Curiosity: 생명 연구는 호기심으로 시작

2. Connectivity: 복잡하고 다양한 생명현상을 풀기 위해 여러 특성을 연결

3. Creativity: 문제 해결을 위한 새로운 생각, 시도

4. Communication: 연구자 간 그리고 여러 사회 구성원과의 소통

5. Calling: 나는 세상으로부터 받으며 성장하였기에 이를 세상에 나누는 소명의식

[현 연구실 대학원생들과 함께]

Q6> 마지막으로 하고 싶은 말씀 부탁드립니다.

A6> 생명과학 연구는 특성상 다양한 생각과 기술이 아우러져야 그 원리를 이해할 수 있고 이를 바탕으로 새로운 조절 방식의 제안과 개발이 가능하여 우리 삶의 행복에 기여할 수 있다고 생각합니다. 코로나19로 사람과의 물리적 만남과 교류가 제한되고 있음은 생명과학을 공부하는 우리들의 입장에서는 참으로 안타깝습니다.

본 연구 주제를 설정할 때 우리 생명과학 연구자들에게는 다소 생소한 ‘분자 사회학 (Molecular Sociology)’라는 새로운 키워드를 생각했습니다. 복잡하고 다양한 생명현상의 본질은 생체분자간의 상호작용인데 ‘생명체’라는 과학적 개념에 ‘사회성’이라는 인문사회학적 개념을 연결해보는 것이 어떨까 하는 융합적 생각에서 출발하였습니다. 감사하게도 이 키워드는 해외 평가자분들도 긍정적인 공감을 해주신 것으로 기억합니다.

모쪼록 저희들의 아직은 부족하고 다듬어 지지 않은 생각이 앞으로 9년 간의 연구여정에서 은근과 끈기의 노력과 열정으로 잘 다듬어져서 우리들이 보다 좋은 세상을 맞이하는데 있어 조금이나마 도움이 되기를 소망합니다, 또한 보이지 않는 코로나19로 교란된 작금의 세상이지만 우리 대학 구성원 모두가 정신과 신체의 건강 관리 잘 하시길 바라며 유익하고 알찬 연구 성과 이루시길 기원합니다.