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“의생명과학 연구는 장기적, 지속적 지원이 필요합니다”
“의생명과학 연구는 장기적, 지속적 지원이 필요합니다”
  • 백호림 기자
  • 승인 2015.09.19 17:10
  • 댓글 0
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청산상, 분자의학 분야에서 탁월한 연구 업적 가진 국내외 과학자에게 수여…파킨슨씨병의 발병원인 규명과 치료제 개발 및 관련 테크놀러지 개발이 연구의 핵심축

<인터뷰-2015년 청산상 수상자 김윤성 미국 플로리다 UCF 교수>

2015 한국 생화학분자생물학회가 수여하는 청산상 수상자 김윤성 박사(46).

청산상은 청산(靑山) 심봉섭교수의 학문적 업적을 기리기위해 제정된 국내 기초의학계 최고권위의 상이다. 생화학분자생물학회에서 매년 분자의학 분야에서 탁월한 연구 업적을 가진 국내외 과학자와 실험분자의학 학술지의 발전에 기여한 기여도가 높은 국내외 과학자를 선정하여 수여하고 있다.

김 박사는 1997년 도미, Cornell 의대에서 박사학위를 받고 코넬대 교수로 연구활동을 하다 최근 UCF(University of Central Florida)의 베넷생명연구소로 옮겼다.

미국 의학계에서도 알아주는 두뇌의학계의 권위자.

“청산상” 수상을 계기로 지난 1월 한달간 방한, 각종 학회참석 등 바쁜 일정을 소화했다.

Q. 플로리다에서의 생활, 그리고 UCF의 버넷 연구소에 대해서 소개를 부탁합니다.

A. 플로리다 올랜도에 자리한 University of Central Florida 의대에서 2010년 말부터 연구하고 있습니다. 가족은 약사인 아내와 6학년인 (중학교 1학년) 아들, 초등학교 3학년 딸, 두 아이를 두고 있습니다. 1963년 개교, 비교적 짧은 역사를 가진 UCF는 현재 의대를 비롯 12개의 단과대학을 갖고 있으며 무려 61,000명의 학생이 재학중인 미국 내에서 가장 빠르게 성장하고 있는 학교입니다. 의대는 2009년에 개교하여 지난해 첫 졸업생을 배출했고요. 버넷연구소는 의대 부속 연구소로 네가지 분야에 집중적으로 연구를 진행하고 있습니다. 순환기계, 감염학, 암연구, 마지막으로 제가 속한 퇴행성 뇌질환 연구입니다.

Q. 1997년 도미하게 된 계기와 코넬 대학 연구과정, UCF로 옮기게 된 계기를 말씀해주시겠습니까?

A. 저는 의대 입학하던 1987년부터 기초의학에 관심이 많았습니다. 사실 임상의가 되려는 생각은 애초에 없었던 것 같습니다. 자연스레 입학하면서 기초의학 교실인 생화학 교실에서 선배조교들, 교수님들과 시간을 보내며 기초의학자가 되려는 꿈을 꾸었습니다. 공중보건의 근무를 마친 1996년에 아내를 만나서 이듬해 결혼했고 바로 미국으로 유학을 왔습니다. 당시 코넬의과대학 신경학과의 저명하신 조동협 교수님 실험실에서 연구자로서의 첫발을 내디뎠습니다. 신경과학을 좀 더 체계적으로 배우기 위해 코넬의대 대학원 신경학과에 박사과정으로 입학, 2003년에 졸업을 했습니다. 90년대말엔 학계의 화두 중 하나가 세포사멸기전의 연구였습니다. 세포사멸은 세포의 자살기전이라 불리는 과정으로 세포가 특정 환경에서 자살을 통해 주변에 염증반응을 일으키지 않고 제거되는 과정입니다. 그 때 사멸하는 신경세포에서 MMP3라는 단백질 분해효소가 분비되어 주변의 소교세포를 활성시킴으로서 파킨슨씨병의 발병에 관여한다는 사실을 처음으로 밝혀서 미신경과학회지와 FASEB 저널등에 발표하였습니다. 이후 코넬의대 신경과 과장이신 Dr. Flint Beal 실험실에서 박사후 과정을 거쳐 조교수로 일했습니다. 이 기간에 도파민 뉴런의 사멸기전 연구를 본격적으로 수행했었는데 그 성과로 NOX1이라는 효소가 활성 산소를 만들어서 직접적으로 도파민 뉴런의 사멸을 일으킨다는 사실을 최초로 밝혔습니다. 2009년 이와 관련된 연구는 미국립보건원 (NIH)와 Michael J Fox Foundation 으로부터 동시에 인정을 받아 연구비 지원을 받게 되었고, 보다 새로운 기회와 독립적인 연구를 위해 2010년 새로 문을 연 UCF의대로 자리를 옮기게 되었습니다.

Q. 현재 연구와 “청산상”에 대해서 이야기 해주시겠습니까.

A. 이번에 수상하게 된 청산상은 청산(靑山) 심봉섭 교수의 탁월한 학문적 업적과 학회발전의 공헌을 기념하기 위해 생화학분자생물학회에서 매년 분자의학 분야에서 탁월한 연구 업적을 가진 국내외 과학자와 실험분자의학 학술지의 발전에 기여도가 높은 국내외 과학자를 선정하여 수여하는 권위 있는 상입니다. 2006년에 기고한 파킨슨씨병의 발병에 미치는 소교세포에 의한 염증반응에 관한 논문의 피인용 횟수가 높아서 수상자로 선출되었고 1월 14일에 열린 동계학술대회에서 수상하게 되었습니다.

Q. 파킨슨씨병에 대한 현재 의학계의 연구 및 치료에 대한 부분은 어디까지 진행되고 있으며, 미래에 대한 전망을 설명해주시죠.

A. 파킨슨씨병은 알츠하이머병 다음으로 흔한 만성 퇴행성 뇌질환입니다. 1817년 영국의사인 제임스파킨슨이 관찰하여 명명한 질환으로 움직임이 자유롭지 못하게 굳어지고 느려지며, 손발의 떨림이 대표적인 증세로 나타나게 됩니다. 중뇌 흑질에 존재하는 도파민세포의 수가 지속적으로 감소해서 나타나는 증세로 알려져 있습니다. 그 외에도 냄새를 잘 못 맡거나 변비등의 자율신경계 증세도 조기에 수반하죠. 대개 60대 이후에 발병하지만 드물게는 50세 이전에도 나타나기도 합니다. 전 세계적으로 약 400만명, 미국에만 100만명 가량이 이 질환으로 고생을 하고 있으며, 매해 60,000명 가량이 파킨슨환자로 진단을 받고 있습니다. 하지만 안타깝게도 환자가 증세를 호소하여 병원을 방문했을때는 거의 70%의 도파민세포는 이미 사라진 상태로, 치료는 대부분 증세를 완화시키기 위한 대증요법에 치중되어 있습니다. 따라서 현재 연구의 중심은 조기 진단을 통해 도파민세포가 점차 사라져가는 질병의 과정을 막거나 지연시키는 방법의 개발에 치중하고 있습니다. 문제는 아직도 파킨슨씨병의 정확한 발병원인을 밝히지 못해서 효과가 탁월한 치료제를 개발하기 어렵다는 데 있죠. 또한 이러한 치료가 가능하려면 도파민세포가 아직 많이 남아 있을 때 병을 찾아내는 조기 진단 기법개발이 중요하다고 할 수 있습니다.

B. 미정부의 미래 프로젝트인 “The BRAIN Initiative”에 대해서 말씀해주시죠.

A. BRAIN Initiative는 Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies의 약자로 오바마 정부가 2013년 4월에 공표한 10년 장기 뇌과학 육성 프로그램입니다. Brain Activity Map Project라고도 불리는 이 프로젝트는 새로운 테크놀러지 개발을 통해 인간두뇌의 세포단위의 연결을 밝혀내 궁극적으로 인지작용 등의 매우 복잡한 뇌기능의 메커니즘을 밝혀내기 위한 야심 찬 프로젝트입니다. 이를 위해 앞으로 10년간 매해 $300million씩 정부와 민간투자를 계획하고 있으며, 미국립보건원(NIH) 뿐만 아니라 미식약청(FDA), 미과학재단(NSF) 등 많은 기관과 민간 기업이 참여하고 있습니다. 지난 1988년에서 2003년까지 인간 유전체 프로젝트(Human Genome Project)에 약 $3.8billion을 투자되었는데 보고된 경제효과가 $796billion이었습니다. 따라서 미 정부는 이 프로젝트를 통해 뇌과학분야의 선도적인 역할 뿐만 아니라 관련 분야의 경기 부양까지 두 마리 토끼를 한꺼번에 잡겠다는 계획을 하고 있는 거죠.

Q. 그밖에 연구하고 계신 분야에 대해서 말씀 부탁한다.

A. 제 연구의 기본적인 두 축은 파킨슨씨병의 발병원인 규명과 치료제 개발, 또 하나는 관련 테크놀러지 개발입니다. 파킨슨씨병의 가장 중요한 원인이 되는 병리물질중 하나로 알파-시뉴크린(alpha-synuclein)이란 단백질이 있습니다. 아직 정확한 생리학적 역할은 알려져 있지 않은 물질이죠. 이 단백질은 발현이 증가되면서 엉기기 시작해서 신경세포에 대한 독성이 증가되는 물질로 알려져 있으며, 따라서 파킨슨씨병의 치료에 중요한 열쇠로 알려져 있습니다. 우리 실험실은 알파-시뉴크린이 도파민세포내에서 어떻게 발현되는지를 집중적으로 연구하고 있으며 최근에 두가지 새로운 기전을 발견했습니다. 이 두가지의 새로운 발견은 앞으로 파킨슨씨병의 치료제 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 예상됩니다.

또 한가지 방향이 바로 신기술의 빠른 적용과 새로운 기술개발입니다. 최근 생명과학의 중요한 트렌드 중 하나는 다른 분야 (예컨데, 나노과학, 신소재공학, 3D printing 등)의 테크놀러지를 적극 활용하여 새로운 발견과 질병의 치료에 활용한다는 것입니다. 이런 최근의 트렌드를 발 빠르게 따라 가는 것도 중요하다고 생각하며, 자기 실험실만의 새로운 테크놀러지를 확립하는 것 또한 매우 중요하다고 생각합니다. 이런 노력의 일환으로 최근 저희 실험실은 Genome Editing(유전체 편집, 유전자 가위 등으로 알려진) 기법을 연구에 적극 활용하고 있으며 신경세포에 적합한 새로운 기법의 개발에도 노력을 다하고 있습니다.

또한 Horizon(http://www.horizondiscovery.com/)이라는 영국의 바이오텍 회사와 함께 새로운 세포주 확립에 심혈을 기울이고 있습니다.

연구를 진행하다 보면 늘 기술적인 장벽에 부딪히게 됩니다. 이 때 대부분 현재 활용이 가능한 이미 발표된 방법들을 먼저 찾고, 방법이 없을 경우 포기하는 경우가 상당히 많습니다. 저희 실험실의 모토는 각 연구원들이 자신의 과학적 연구와 더불어 자신 만의 테크놀러지 개발(또는 발명이라고 해야겠지요)에 늘 깨어서 생각을 하라는 것입니다. 최근 몇몇 새로운 실험 기법을 만들어 내는 등 성과가 나타나고 있습니다.

Q. 한국의 대학이나, 연구기관 또는 기업과 함께 연구하고 일을 진행하는 분야에 대해 말씀 부탁합니다.

A. 제가 본격적인 연구자로서의 삶은 사실 미국에서 시작했고, 그 후 계속 미국에서 연구 활동을 해오고 있어서 한국 학계와의 연결은 약한 편입니다. 다만 제가 코넬의대에서 은사로 모시고 있던 분이 한국 신경과학계에서 유명하신 조동협 교수님이셔서, 대학원생 기간동안 많은 한국 교수님들께서 조동형 교수님 실험실로 장단기 연수를 나오셨었죠. 그 때 만났던 분들과 교류하며 함께 연구하고 있습니다. 올 초 모교인 경희의과대학에서 International Scholar로 임명을 받아서 함께 연구 활동을 하고 있고요, 그 외 이화여대, 덕성여대, 건국의대 등과 함께 파킨슨씨병의 치료제 개발과 발병원인 규명 등을 함께 연구하고 있습니다. 또한, 제 연구 성과를 산업화 시키기 위하여, 미국에서 함께 일할 기회가 있었던, 손인식 대표가 설립한 ㈜이노위즈(inowis)의 기술이사로 일할 기회를 갖게 되었습니다. 이노위즈를 통해 산업적으로도 많은 성과를 거둘 수 있기를 기대하고 있습니다.

Q. 앞으로의 계획과 한국 의학계, 과학계를 위한 조언을 부탁합니다.

A. 앞에 말씀 드린 대로 저는 한국의 관련 학계의 현실에 그리 밝은 편이 아닙니다. 다만 최근 한국의 여러 교수님과의 대화 등을 통해 어렴풋하게나마 알게 되었고 느끼게 된 점을 나누고 싶습니다. 제가 도미하던 1997년을 돌이켜보면 막 한국의 의생명과학 연구가 활발하게 시작하던 시기가 아닌가 생각이 듭니다. 90년대 초반부터 많은 의대소속의 교수님들이 방문교수로 미국에 나가셔서 최신 분자생물학의 기법들을 배워 오시기 시작하면서 이 분야의 연구가 비약적으로 발전해서, 현재는 매우 우수한 논문들이 국내 대학 및 연구소에서 발표되고 있으며 매 해 그 수가 늘어 가고 있습니다. 아주 단기간에 이룬 놀라운 성과라고 생각합니다. 의생명과학 분야는 그 결과가 나와서 논문이 발표되는 데까지 걸리는 시간이 다른 분야에 비해서 훨씬 오래 걸립니다. 짧게는 1~2년에서 길게는 5~6년이 지나야 가시적인 성과가 나오게 되지요. 또한 타 분야에 비해 비용도 많이 들어갑니다. 각종 최신 기기나 동물 실험들에 들어가는 연구비가 상상을 초월할 때도 많지요. 따라서 정부 차원의 지속적인 지원과 우수 연구 인력 확보만이 국제적으로 경쟁력이 높은 연구 성과를 가져오게 됩니다. 정부가 바뀔 때 마다 강조하는 분야가 달라지고 이에 따라 연구비의 배분이 달라지는 변화무쌍한 환경에서는 의생명과학분야는 지속적인 성장이 어려워 진다고 생각합니다. 좀 더 장기적인 안목의 지속적인 지원과 함께 적정의 경쟁을 통해 연구자들이 자신의 연구에만 몰두할 수 있는 학계의 분위기 조성이 중요하다고 생각합니다. 이런 점에서 최근 중국의 과감한 투자가 눈길을 끕니다. 미국 및 유럽에서 활발하게 활동 중인 과학자들을 대거 중국으로 영입하고 있으며 장기적인 전망으로 투자를 하고 있죠. 예컨데트랜스제닉 영장류 센터등의 투자입니다.

Q. 마지막으로 김윤성 교수와 같은 인재를 키우려는 어린 자녀 부모 들에게 한마디 부탁합니다.

A. 저는 어린 아이들의 교육에 관심이 많습니다. 특히 제가 연구하는 분야를 알리고 흥미를 돋우어 미래의 과학자들로 키워내는 일에 관심이 많은 편이죠. 저희 실험실도 아직 구체적으로 자신의 진로를 결정하지 못한 고등학생이나 대학교 학부생들에게 연구를 하며 이 분야를 체험할 수 있는 기회를 제공하고 있습니다. 제가 미국에 나와 있는 동안에 한국의 교육환경, 특히 의대진학 등의 환경이 극적으로 바뀌었습니다. IMF를 겪으며 이공계 취업난등이 심각해 지면서 많은 인재들이 의치약계열로 몰리고, 의전원제도가 도입되면서 다른 관련 학과는 의대를 진학하기 위한 발판 즈음으로 여겨지는 기형적인 교육시스템이 되어 버렸습니다. 또한 지난 10여 년 국내의 비정상적인 입시제도를 피하기 위한 미국 조기 유학(이른바 기러기 가족) 등이 증가하면서 미국의 한국학생들의 대학입학에도 영향을 주고 있는 실정입니다. 이런 시점에 자녀들을 교육하고 계시는 학부모님들께 대학에서 연구와 교육을 담당하는 교수로서 또한 학부모로서 조언을 드리고 싶은 말씀은 아이들의 미래는 좋은 대학에 무조건 입학하는 것으로 끝나지 않는 다는 것입니다. 실제로 아이들의 진로는 그 이후에 결정이 되는 경우가 대부분이며 따라서 조금 더 긴 안목으로 아이들을 지도하고 인도하는 것이 중요하다고 봅니다. 아이들의 장기적인 진로가 부모의 잠시의 만족과 자랑을 위해 희생당해서는 안된다는 것이지요. 실제로 미국의 유수 대학에 진학한 후에 적응에 실패하거나 졸업 후에 자신의 다음 진로를 제대로 결정하지 못하는 한국 학생들이 다른 아시아계 학생보다도 훨씬 많다는 것은 시사하는 바가 크다고 할 수 있습니다. 우선 아이들이 장기적인 자신의 꿈을 가질 수 있도록 끈기 있게 관찰하고 대화하며, 그런 다양한 기회를 제공해 주는 일에 어려서부터 많은 시간을 함께 보내는 게 중요합니다. 그리고 무엇이든 자신이 혼자서 결정하고 계획하고 추진해가는 것이 습관이 되도록 어려서부터 교육을 시키는 것이 중요하다고 생각합니다. 막연하게나마 자신의 꿈을 일찍 발견해서 꾸준히 노력하는 아이들이 결국 자신의 꿈을 성취할 가능성이 많은 거지요. 여기서 부모의 끊임없는 간섭(?) 또는 지나친 가이드는 오히려 걸림돌이 될 수 있다는 게 제 의견입니다. 학부로서의 대학의 이름은 그리 중요하지 않습니다. 우리 아이들의 장기적인 꿈이 중요하지요. 참고로 제 생명과학 분야의 꿈은 고등학교 2학년 때 시작되었고 아직도 그 꿈을 쫒고 있습니다.  

김윤성 교수 프로필

미국 뇌의학계에서 영향력 있는 논문을 계속 발표하고 있는 김윤성 박사는 현재 플로리다 UCF(University of Central Florida)의 버넷생명연구센터에서 교수로 재직중이다.

그는 지난 1997년 경희대 의대 졸업후 미국 의대중 손꼽을 수 있는 Weill Cornell 의대로 유학, 신경학분야에서 박사학위를 취득하고, 코넬의대 교수를 거쳐 현재 플로리다 Lake Nona Medical City에 위치한 University of Central Florida, 버넷생명연구센터(Burnett School of Biomedical Science)에서 주로 두뇌과학, 뇌의학을 주요 테마로 연구에 몰두하고 있다. 연구후원은 학교뿐만 아니라 미국정부의 그랜트가 주다.

국내에선 Biomedical 관련 기술 개발 업체인 ㈜이노위즈(Inowis)의 기술이사(CTO)로써 연구 결과를 산업화시키기 위해 노력하고 있다.

김 박사의 핵심테마는 뇌의학이며 뇌질병 등의 사전예방이다.

그는 박사학위연구를 통해 사멸하는 신경세포에서 MMP3라는 단백질 분해효소가 분비되어 주변의 소교세포를 활성시킴으로서 파킨슨씨병의 발병에 관여한다는 사실을 학계 최초로 규명하여 저명한 미신경과학회지와 FASEB저널 등에 잇따라 발표했다. 이 연구를 통해 미국에서도 각종 상을 수상하였으며 파킨슨씨병의 연구후원 재단으로서는 세계에서 가장 규모가 크고 권위있는 The Michael J. Fox Foundation으로부터 연구비를 지원 받았다.

이후 코넬의대 연구원시절부터 시작한 활성산소에 의한 도파민 뉴런의 사멸기전 연구에서 NOX1이라는 물질이 관련됨을 세계 최초로 밝혀낸바 있다. 그 연구 결과는 이 분야의 최고 권위지인 Antioxidant and Redox Signaling에 연이어 발표되었다.

지난 2009년, 이 연구는 미국국립보건원(NIH)와 Michael J Fox Foundation 으로부터 동시에 인정을 받아 현재까지 연구비를 지원을 받고 있다. 이 지원금이 통상 독립적인 연구 업적이 있는 연구경력 10년 이상의 연구원들이 받는 것을 감안하면 김 박사의 연구는 6년이라는 짧은 시간에 지원 대상자가 되었다는 점에서 연구성과를 객관적으로 인정받았다고 할 수 있다. 그는 이 분야에서 유일한 한인 수상자였다.

2010년 플로리다에 새롭게 문을 연 UCF의대의 Burnett School of Biomedical Sciences로 자리를 옮긴 이후, 파킨슨씨병의 가장 중요한 병리 단백질중 하나로 알려진 Alpha-Synuclein이 도파민세포내에서 어떻게 발현되는 지를 집중적으로 연구하고 있다. 또한 다양한 연구를 통해 파킨슨씨병의 치료제 개발에도 박차를 가하고 있다.

이밖의 다양한 분야의 연구로 그동안 37편의 논문을 발표했으며, Michael J Fox Foundation의 Rapid Respond Innovation Award, 미국 국립파킨슨씨병재단의 Research Fellowship Award, 한국신경과학자협회의 Junior Faculty Award 등 많은 상을 수상하였다.

▲ 2015년 청산상 수상자 김윤성 미국 플로리다 UCF 교수

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