미래를 혁신하고 세계를 선도하는 UST

강의단상

과학자는 현실을 엄중하게 평가하고 미래를 준비해야 한다,
그래서 고구마 연구를 시작했다

곽상수 교수(UST-한국생명공학연구원(KRIBB) 스쿨)

모두 한 달 내내 비가 내리던 작년 여름을 기억하실 겁니다. 우리가 직면한 기후변화라는 위기를 더욱 뼈저리게 깨달을 수밖에 없는 시간이었지요. 올해 봄은 또 어떻고요. 흩날리는 벚꽃은 아름다웠지만, 점점 더 빨라지는 개화 시기를 생각하면 감탄보다는 걱정이 앞섭니다. 이미 전 세계는 기후변화로 인한 재해로 신음하고 있어 기후 팬데믹을 대비해야 합니다. 가뭄, 사막화, 폭염, 폭우, 해수면 상승… 이러한 극단적인 재해는 또 다른 재앙을 불러오고 있는데요. 바로 ‘식량 위기’입니다. 각종 재해가 토양 손실과 사막화를 가속화 해 식량 공급에 차질을 일으키는 것이지요. UST-KRIBB 곽상수 교수는 오래전부터 환경문제로 인한 식량 위기를 예견하고 이를 극복하기 위한 식물 개량 원천기술을 개발해오고 있습니다. 장장 27년 동안 고구마 연구 외길을 걸으며, 최근에는 항산화 물질이 월등히 많고 환경 스트레스에 강한 ‘Orange 신규 단백질을 이용한 황금고구마’를 개발하는 성과를 거뒀습니다.

소년 곽상수의 고민 그리고 큰 꿈

소년 곽상수의 꿈은 농촌새마을지도자가 되는 것이었습니다. 가난한 농촌의 현실을 보며 ‘어떻게 하면 식량문제를 해결할 것인가, 농촌을 잘 살게 할 것인가’에 대해 고민했고, 대학교에서 농학과 식물학을 배워 고향으로 돌아가겠다는 목표를 세웠지요. 그 시절은 학생 대부분이 농학과에 입학하더라도 고시 공부 등을 하곤 했는데, 모범생이던 곽 교수는 학과 교수님들의 권유로 식량문제를 해결하겠다, 농촌을 잘 살게 하겠다는 초심의 꿈을 이루기 위한 학업을 선택했습니다.

석사학위를 마친 후에는 일본 동경대 식물호르몬연구실에서 식물의 키를 크게 하는 호르몬인 ‘지베렐린(GA)’ 연구로 박사학위를 받았고, 세계적인 이화학연구소(RIKEN)에서 특별연구원을 지냈습니다. 1990년에 한국생명공학연구원 연구원으로 부임해 식물이 생산하는 항암물질을 세포배양에서 양산하는 연구를 5년간 수행했고요. 소위 ‘승승장구’하던 때, 곽 교수는 돌연 ‘고구마 연구’를 선택했습니다.

“26년 전, 21세기는 환경과 식량이 문제일 것이라는 생각이 들더군요. 출연연은 반드시 2~30년 후에 기업이 필요한 핵심가치기술과 연구협력네트워크를 구축해야 한다는 연구철학을 기반으로 고구마 연구를 택했습니다. 당시 많은 사람이 고구마 연구를 왜 하느냐고 했지만, 이제는 어떻게 26년 전에 그런 결정을 할 수 있었는지 궁금해합니다. 연구자라면 국가와 인류가 당면한 사회현안문제를 해결하기 위해 무엇이 문제인지를 정확히 인식하고 문제해결을 위한 사명감 있는 연구를 해야 한다고 생각합니다.”

곽 교수가 많고 많은 작물 중에 고구마를 선택한 이유는 무엇일까요. 고구마에 노화와 질병을 예방하는 항산화 물질이 다량 함유되어 있다는 것 외에도 아주 중요한 포인트가 있습니다. 고구마는 척박한 땅에서도, 농약을 적게 쓰고도 잘 자란다는 거죠. 추위에는 약하지만 서리가 내리지 않는 기간이 120일 이상이면 위도가 높을수록 병충해가 적고 수확량도 많고요.

곽 교수 연구팀은 앞서 고구마에 있는 오렌지 단백질(IbOr)이 스트레스 조건에서 단백질의 변성을 막아주는 샤페론활성이 강하며 고온, 건조, 높은 염도와 같은 환경 스트레스에 내성을 갖는 것을 확인했습니다. 이후 최근에는 오렌지 단백질의 96번 아미노산을 아르기닌(R)에서 히스티딘(H)으로 바꾼 신규 개발 단백질(IbOr-R96H)은 기존 오렌지 단백질보다 카로티노이드를 19배 이상 축적한다는 것을 규명했고요.

“이 연구는 향후 기후위기/고령화 시대의 식량안보와 영양안보 확립을 위한 산업작물 개발에 활용할 가능성을 제시하고 있습니다.”

“자기 인생의 참 주인이 되어 주체적인 삶을 살길”

곽 교수는 2007년부터 UST 교원으로 활동합니다. 인재양성은 연구자의 사명이기에 꾸준히 해온 일이지만, 국공립대학에서는 할 수 없는 글로벌 맞춤형 인재양성을 하려면 UST가 적합하다는 것을 깨닫고 교원이 되었지요. 지금까지 UST를 통해 배출한 학생은 박사학위 5명, 석사학위 1명입니다. 그중에는 중국 학생들도 있는데, 한국생명공학연구원과 사막화방지 생명공학협력, 고구마연구협력 MOU를 맺고 있는 중국과학원 물토양보존연구소, 중국농업과학원 고구마연구소에 정규 연구원으로 취업해 협력연구를 꾸준히 추진하고 있습니다.

지금은 UST 석박사통합과정 3명과 석사과정 1명을 지도하고 있습니다. 이번 연구성과는 UST 학생들이 모두 참여해 그 의미가 더 크다고 생각해요. 특히 석박사통합과정 김소은 학생은 고구마 오렌지 단백질의 과학적 기능을 규명하는데 주된 역할을 했지요.