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UST 과학기술연합대학원대학교

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한국형 단백질 연구소 건립, 단백질 과학자의 꿈

  • 조회 : 467
  • 등록일 : 2020-12-01
한국형 단백질 연구소 건립, 단백질 과학자의 꿈의 대표사진

강의단상

한국형 단백질 연구소 건립, 단백질 과학자의 꿈

이영호 교수(UST-한국기초과학지원연구원(KBSI) 캠퍼스)

20여 년 전, UST-KBSI 캠퍼스 이영호 교수는 일본으로 유학을 떠났습니다. 단백질을 완전히 이해하기 위함이었지요. 17년 동안 그는 오사카대학교 단백질연구소에서 학위를 취득하고 부교수로 재직하며 연구와 후학양성에 힘을 쏟았습니다. 오랜 시간 동안 단백질연구소에서 주목받는 연구자이자 교육자로 입지를 다졌던 그는 2018년 자신의 연구기반을 한국으로 옮겼습니다. 한국에서 단백질 과학의 기반을 탄탄히 다져, 한국이 단백질 과학 연구를 세계적으로 선도할 수 있도록 힘을 보태겠다는 목표를 안고서요.

‘애국심’ 하나로 한국에 온 지 햇수로 3년. 최근 국제학술지 에 ‘퇴행성 뇌질환의 주요 원인인 타우단백질의 구조와 성격, 환경요인에 따른 응집과 상거동’이라는 논문을 게재하며 한국에 단백질 과학을 알리고자 하는 자신의 목표에 한 걸음 더 다가갔습니다.

단백질을 완전히 이해한다는 것

단백질은 저마다 다른 이유를 가지고 탄생하고 진화합니다. 사람이 얼굴, 체격, 성격 등이 다르듯이 그 특성 또한 가지각색이죠. 하지만 본질은 같습니다. 생체 내에서 생명현상을 유지하는 물질인 만큼 모든 단백질의 시작은 착합니다. 다만 주위 환경으로 인해 모양과 성격 등이 바뀌어 ‘나쁜 단백질’이 되곤 하는 거죠. 인체 내에는 나쁜 단백질을 설득해 착한 단백질로 돌아오게 하는 시스템이 있지만, 노화나 스트레스 등의 이유로 시스템이 잘 작동하지 않으면 나쁜 단백질끼리 응집하면서 치매, 파킨슨병, 백내장, 광우병, 이형 당뇨병 등 여러 가지 질병을 유발합니다.

영화 <스타워즈>를 보면 다스베이더는 원래 선한 인물이었는데 주위 상황에 의해 악인이 되고 악의 조직을 만들죠. 그 조직에 맞서 싸우는 선한 조직도 있고요. 그래서 저는 단백질 과학을 이야기할 때 Protein Wars라는 표현을 사용하곤 합니다.

단백질 연구는 두 가지 부분으로 나누어 생각할 수 있습니다. 뭉치지 않고 액체상태로 수용액에 녹아 있는 상태와 뭉쳐서 고체 상태로 수용액에 석출된 상태에 관한 연구입니다. 참 신기하게도 단백질이 수용액에 용해된 상태에서는 대부분 착하게 기능을 발휘하는데요. 단백질끼리 뭉쳐 물에 녹지 않는 단백질 덩어리, 즉 단백질 응집체가 되면 여러 질병이 발생해요. 기존 단백질 연구는 액체상태인 단백질에만 주목했습니다. 하지만 인류에게 치명적인 질병의 원인이 단백질 응집이라는 것을 알게 된 후, 전 세계 과학자들은 단백질 응집체를 연구대상에서 제외해서는 안 된다는 사실을 인지했습니다.

“약 20여 년 전부터 단백질 응집 연구가 활발하게 시작되었죠. 현재 전 세계 과학자들은 퇴행성 뇌질환을 일으키는 하나의 원인으로 두 가지 단백질의 활동에 주목합니다. 아밀로이드 베타(amyloid-β) 단백질의 응집에 의한 아밀로이드 플라크(amyloid plaque)와 타우단백질이 응집하여 형성되는 타우 탱글(tau tangle)이라는 물질입니다.”

이 교수가 국제학술지 에 발표한 논문에는 타우단백질의 구조와 성격, 환경요인에 따른 응집과 상거동에 대한 내용이 실렸습니다. 신경세포 내에 용해되어 액체상으로 존재하는 타우단백질은 세포 내 골격(미세소관)에 붙어 신경세포 구조를 안정화하고 세포분화를 돕는 기능을 합니다. 그러나 세포 내 골격에서 분리되면 환경요인에 의해 단백질 응집이 일어나, 액체상태에서 고체상태로 상전이(phase transition) 되고 타우 탱글을 형성해 신경세포를 사멸에 이르게 합니다.

“이번 논문을 통해 타우단백질이 좋은 기능을 하는 상거동과 질환의 원인이 되는 상거동의 환경적 요인이 체계화되었습니다. 향후 상거동에 영향을 미치는 환경적 요인을 밝혀나감으로써, 퇴행성 뇌질환을 극복해나갈 수 있을 것으로 기대합니다.”

단백질 과학의 성장을 한국이 주도하는 데 일조 하고 싶어

이 교수는 2019년 3월부터 UST-KBSI 캠퍼스 생물분석학과 교원으로 임용되었습니다. 오사카대학교 단백질연구소 재직 당시 단백질 과학 분야 후학양성에 열정을 기울였듯, 한국에서도 후학을 양성해 하나의 학문 분야가 꾸준히 이어지도록 하고 싶은 목표를 가졌기 때문입니다. 교원 임용이 얼마 되지 않았기 때문에 아쉽게도 아직 학생이 들어오지는 않았지만, 머지않아 단백질 과학에 열정을 가진 학생이 함께할 것으로 생각합니다.

“아직 UST 학생을 지도한 경험은 없지만, 저와 함께 하는 UST 학생이 인간적으로도 학문적으로도 성장하며 졸업하는 것을 보는 게 제 인생에서 최고의 순간이 될 것 같습니다.”

이 교수는 지금까지 그랬듯 앞으로도 단백질을 이해하기 위한 노력을 꾸준히 하려고 합니다. 단백질 관련 기초연구와 함께 응용연구, 산학연이 협력한 약 개발에 도전해 인류에게 치명적인 질병 극복에 공헌하고자 합니다. 사람뿐만이 아닌 동물을 위한 약 개발도 꼭 하고 싶은 일 중 하나고요.

언젠가 한국형 단백질연구소가 건립되었으면 하는 꿈이 있습니다. 단백질 과학 분야에서 한국의 위상을 높이고 싶어요. 그래서 해외 인재들이 단백질 과학을 배우기 위해 한국으로 유학이나 연수를 오는 환경조성에 힘쓰고자 합니다.

인터뷰가 끝난 후 인사를 나누며 이 교수는 “다음번에는 신종코로나바이러스 연구결과로 인사를 드리고 싶다”라는 이야기를 건네왔습니다. 최근 신종코로나바이러스 관련 연구를 시작했는데, 세계적으로 발표되지 않은 중요한 결과를 얻고 있다고 해요. 머지않은 날, 그의 연구결과를 만날 수 있길 바랍니다.

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