NRF 기초연구사업 연구자에게 직접 듣는 연구 과제 선정 TIP

NRF 기초연구사업 연구자에게 직접 듣는 연구 과제 선정 TIP

– 제 5편 울산과학기술원 자연과학부 유자형 교수님 –

안녕하세요? 저는 울산과학기술원 유자형입니다.
저는 연세대학교에서 학사, 석사, 박사를 마치고 미국 메사추세츠 주립대학에서 포닥 연구원을 하였습니다.
2012년부터 울산과학기술원에서 교수로 재직하고 있습니다.

Q. 초분자나노화학은 어떤 분야이고 관련 분야를 전공하시게 된 계기는 무엇인가요?

초분자나노화학은 분자와 분자간의 상호작용에 관한 연구입니다. 초분자라는 것이 다소 생소하실 수 있습니다. 대부분 분자는 공유결합을 통해서 이루어집니다. 공유결합을 통해 만들어진 분자는 분자량이 500g/mol 정도의 굉장히 작은 분자량인데 그런 분자가 모여서 만들어지는 것이 고분자라고 할 수 있습니다.

우리 생활에서 볼 수 있는 플라스틱이 고분자라고 할 수 있습니다. 그런데 초분자는 공유결합이 아닌 비공유결합을 통해서 거대한 구조체를 만드는 것입니다.

간단한 예로 세포막을 예로 들 수 있습니다. 세포막은 인지질이라는 굉장히 작은 분자를 이용해서 만들어지는데 그 분자 자체는 작지만 분자가 이루어진 세포막은 굉장히 거대한 나노구조체를 만들고 다이나믹하면서 세포 안과 밖을 나눠줄 수 있습니다.

비공유결합으로 이루어져 있기 때문에 세포 안으로 뭔가 들어오게 할 수도 있고 혹은 밖으로 내보낼 수 있는 그러한 학문을 연구하는 것이 초분자화학이라고 할 수 있습니다.

초분자화학을 전공하게 된 계기는 이러한 비공유결합을 통해 이루어지는 상호작용이 세포 안에서 많이 발견됩니다. 세포를 이루는 중요한 학문이라고 할 수 있습니다.

인공적으로 만약 초분자구조를 만들게 된다면 세포의 기능을 조절할 수 있는 툴(Tool)이 될 수 있기 때문에 이러한 연구를 하게 되었습니다.

Q. 현재 수행 중이신 기초연구사업(중견연구) 과제를 소개해 주세요.

저는 현재 중견연구라는 과제를 통해서 ‘세포 소기관 표적 자기조립체’ 연구를 하고 있습니다. 세포 소기관이라는 것이 세포 안에 존재하는 미토콘드리아 혹은 작은 리소좀이라든지 혹은 세포와 핵 같은 것이라고 말할 수 있습니다.

그 안에서 자기조립을 통해서 자기조립으로 이루어진 구조체가 암세포를 파괴하는 항암치료에 관한 연구를 하고 있습니다.

현재까지 사용되는 화학적인 항암치료는 작은 분자가 DNA에 연결되거나 혹은 단백질에 연결되면서 역할을 못하게 해서 만들어지는 것이 대부분인데 그 작은 분자로 계속해서 암세포를 치료하게 되면 암세포가 약물을 세포 안에서 세포 밖으로 밀어내는 작용을 하게 되면서 약물이 더 이상 효과가 없는 시스템을 만들어 내게 됩니다. 그것을 내성이라고 합니다.

이런 문제 때문에 저는 새로운 매커니즘의 항암치료 연구를 하게 되었고 자기조립을 통해 물리적으로 암세포를 파괴하면서 항암치료를 하는 연구를 하고 있습니다.

이를 통해서 2017년에는 미토콘드리아 안에서 자기조립을 하는 연구를 통해 암세포를 치료하는 연구를 ‘네이처 커뮤니케이션즈’지에 발표하였고 2018년에는 단백질과 나노 파티클(Particle)간에 상호작용을 통해서 암세포를 치료하는 나노 메디신(Medicine)을 개발해 새로운 연구를 ‘네이처 커뮤니케이션즈’지에 발표하게 되었습니다.

Q. 그동안 수행하셨던 신진연구-기본연구 주제와 성과에 대해서 설명해 주세요.

신진연구는 ‘합성 펩타이드의 초분자 구조와 이를 이용한 생체재료’에 관한 연구였습니다. 펩타이드라는 것이 저희 몸을 구성하는 단백질의 기본 유닛(Unit)이라고 할 수 있습니다.

펩타이드가 만들어내는 구조가 단백질과 유사하기 때문에 펩타이드 구조를 통해서 암세포를 치료하는 연구를 진행하였고 연구를 진행하게 되면서 세포 밖에서 연구보다 세포 안에서 하는 연구가 재미있을 것 같다는 생각에 신진연구 다음에 중견연구를 하게 되었습니다.

Q. 기초연구사업 과제 선정 TIP은 무엇인가요?

다들 공감하시겠지만 제일 중요한 것은 연구계획서의 내용입니다. 연구주제가 얼마나 독창적인지, 얼마나 중요한 지가 가장 중요합니다. 항상 연구계획서를 쓸 때는 제 입장에서 쓰는 것보다 심사자 입장에서 연구 과제를 생각해야 한다고 생각합니다.

저도 여러 번의 연구 과제를 심사하게 되면 얼마나 과제가 독창적인가, 얼마나 필요성을 잘 어필했는가 이것이 중요하게 다가오게 됩니다. 맨 처음에 나오는 연구의 중요성 혹은 필요성 부분에 많은 노력을 기울여서 잘 기술해야 하는 것이 중요한 것 같습니다.

그리고 얼마나 계획서를 잘 썼느냐도 중요한 것 같습니다. 여러 가지 연구과제를 심사할 때도 깔끔하게 정리되어 있고 도식화 되어서 이해하기 쉽게 되어 있다면 심사자한테 훨씬 더 좋은 평가를 받을 수 있는 것 같습니다.

Q. 타 연구개발사업과 비교하여 기초연구사업의 장점은 무엇인가요?

기초연구사업은 개개인의 연구자들이 하고 싶은 연구를 지원해주고 있습니다.

이러한 기초연구사업을 제외한 다른 과제들은 특별한 목적을 가지고 있기 때문에 그 목적에 맞게 연구계획서를 준비해야 되고 연구 제한을 둬야 하지만 기초연구사업은 제가 하고 싶은 연구를 제가 먼저 제안할 수 있기 때문에 자기가 하고 싶은 연구를 훨씬 더 열정적으로 할 수 있다는 장점을 가지고 있습니다.

때로는 연구자가 전공분야에 맞지 않거나 혹은 하고 싶지 않은 연구를 연구비나 랩을 유지해야 되기 때문에 할 수밖에 없는 상황이 있습니다.

그런데 기초연구사업은 그런 것과 관계없이 자기가 하고 싶은 연구에 매진할 수 있기 때문에 가장 열정적으로 매달릴 수 있는 연구자한테는 가장 이상적인 사업이라고 생각합니다.

Q. 기초연구과제 수행에 있어 아쉬운 점과 애로사항(건의사항)은 무엇인가요?

이 부분도 많은 연구자들이 동감하실 것입니다. 현재 연구재단에서 지원해 주는 기초연구사업은 한 개인이 할 수 있는 것은 하나밖에 없습니다. 만약 이것을 두 개나 세 개까지 넓혀준다면 훨씬 더 많은 연구를 할 수 있다고 생각합니다.

그리고 노벨상을 타기 위해서 수백억, 수십억을 투자한다고 해서 노벨상이 나오는 것이 아니라 모든 연구자들이 자기가 하고 싶은 연구를 할 수 있게 토대를 만들어 주게 되면 오히려 그쪽에서 더 훌륭한 연구가 나올 수 있을 것 같습니다.

1~2억의 적은 연구비지만 그 연구비를 통해서 자기가 할 수 있는 연구를 할 수 있도록 많은 기회를 주는 것이 국가 과학 발전에 큰 도움이 된다고 생각합니다.

Q. 앞으로 연구하고 싶은 주제는 무엇인가요?

지금까지 제가 수행한 연구는 세포 소기관 안에서 자기조립을 통해 물리적으로 암세포에 스트레스를 줘서 암세포를 사멸시키는 연구를 하였습니다.

이런 물리적인 방법 외에도 화학적으로 어떤 구조체가 프로틴, 단밸질과 상호작용을 하면서 세포의 기능을 조절하게 된다면 세포를 사멸시킬 수도 있고 혹은 세포가 이동을 더 잘 할 수 있게 하거나 혹은 세포를 분해하는 것을 도와줄 수 있거나 혹은 세포가 더 잘 살 수 있을 것입니다.

그래서 물리적인 방법이 아니라 화학적인 방법으로 나노구조체와 단백질 간의 상호작용을 통해서 세포의 기능을 조절하는 연구로 확대하고 싶습니다.

그리고 앞서 나아가서 지금은 항암을 목적으로 하고 있지만 나노구조체가 항암세포 뿐만 아니고 다른 질병에도 영향을 줄 수 있습니다.

나노구조체가 우리가 알고 있는 노화세포라는 것과 상호작용해서 노화세포를 죽이게 된다면 우리 몸에서 노화 세포를 제거할 수 있게 되고 노화세포가 제거되면 건강한 세포가 더 많이 살게 되면서 만성질환에서 건강한 세포를 증가시킴으로써 건강하게 될 수 있습니다. 그래서 노화세포를 제거하는 연구를 하고 싶습니다.

Q. 마지막으로 기초연구사업이란?

기초연구사업은 연구자를 키우는 토양이고 모든 우수한 연구의 시작입니다.

[출처] 한국연구재단 홈페이지 및 기초공감 블로그