김성훈 단장님과의 대담-한국유전체학회

김성훈 단장님과의 대담

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Q1. 연구자로써 교수님께서 걸어오신 길에 대해 간단한 소개 부탁드립니다

서울대학교 약학대학을 나와 KAIST(한국과학기술원)에서 생명공학 전공으로 석사학위를 받았습니다. 미국 브라운대학교에서 분자유전학 및 생화학 전공으로 박사학위를 받고 미국 매사추세츠공대(MIT)에서 생명과학 박사 후 과정을 밟았습니다. 좀 더 상세히 말씀 드리자면, 고등학교 때에 막연하게 생명과학을 연구 해보고 싶은 생각을 줄곧 해왔었던 터라 약대와 생물학과가 모두 자연계열대학에 포함되어있었던 서울대에 입학하였습니다.

막연하게 약학대학을 가서 공부를 해보니 의대처럼 굉장히 많은 것을 배우게 되었습니다. 그러다 보니 깊이가 없어지는 것 같아서 좀 더 순수 기초 학문을 배우고 싶었습니다. 또한, 제가 약학대학에 입학 했을 때에는 인간의 유전체와 약학의 연관성에 관한 교육이 없이 화합물 기반의 약학에 대해서 주로 배웠습니다. 이때 저는 다가오는 21세기에는 화합물보다는 유전자를 활용한 의약학이 새롭게 중요해 질 것이라는 생각을 했습니다. 그래서, 그 당시 유일하게 유전공학에 대해 가르쳐주는 교실이 있는 KAIST로 가서 석사 공부를 하게 되었습니다. 그 당시에는 서울대에서 KAIST로 가면 서울대로 다시는 돌아갈 수 없는 문화였고, 교수님들의 inbreeding을 막기 위해 KAIST 졸업생은 KAIST로도 돌아갈 수 없었기 때문에 KAIST로의 진학이 쉬운 결정은 아니었습니다. 하지만 제 목표가 교수가 되는 것이 아니었고, 제가 궁금해하는 길을 커리어 플랜(Career Development Plan) 때문에 포기하고 싶지 않았고, 세상의 문화는 결국 바뀔 것이라는 생각으로 KAIST 진학을 결심하게 되었습니다.

KAIST의 생명공학과에서 기초연구를 배우다 보니 좀더 생물학과 의학이 접목된 환경에서 배우고 싶어서 기초생명과학과 의학이 한 division에 있는 브라운대학으로 유학을 가서 본격적으로 분자유전학과 생화학을 공부하게 되었습니다. 브라운대학에서 박사학위를 받을 당시에도 내가 찾는 것이 정확히 무엇인지 잘 몰랐지만, 궁극적으로 하고 싶은 것은 “기초학문을 잘 이해해서 사람 치료에 도움이 되었으면 좋겠다”라는 소망을 가지고 있었습니다. MIT 에서 박사 후 과정을 밟을 당시에도 사람의 질병이나 약의 개발과 전혀 상관이 없을 것 같은 순수 기초 연구를 했었습니다.

공부를 마치고 한국에 귀국해서는 성균관대학교 교수로 6~7년 정도 근무하다가, 서울대학교 약학대학으로 돌아오게 되었습니다. 1998년부터 2007년까지 ARS네트워크사업단장으로 과학기술부 창의적연구진흥사업(현 창의적연구사업) 과제를 수행하였고, 2010년부터는 서울대 의약바이오컨버전스연구단을 맡아 향후 9년간 세계적 원천기술 및 연구그룹 확보를 위한 글로벌프런티어사업(의약바이오컨버전스 기술)을 수행하고 있습니다.

Q2. 지금 단장으로 계신 의약바이오 컨버젼스 연구단의 구성 및 연구사업 내용 등을 간략히 소개해 주십시오

저희 연구단의 슬로건은 “세계 최고 수준의 신약 타겟 팩토리가 되자” 입니다.
신약계발의 첫 번째 단계가 신약 타겟을 찾는 것인데 저희 연구단은 신약 타겟을 찾아 내는 일에 주안점을 두고 있습니다.

우리 사업단은 4 개의 스페셜리스트 그룹과, 중앙 연계그룹이 있는 4+1으로 구성되어있습니다.
신약 타겟을 찾아서 검증을 하기 위해서는 타겟 발굴팀, 약물 설계팀, 약물 검색팀, 질병 모델팀의 4개의 스페셜리스트 그룹이 필요합니다. 그리고, 위의 4 개의 스페셜리스트 그룹들로부터 개발되는 기술과 정보들을 통합 검증하며 각종 노하우와 리소스, 인프라 등이 흩어지지 않고 한 곳에 모일 수 있도록 하는 기능을 중앙연계그룹이 수행합니다. 사업단 규모는 매년 100억 정도이며, 각각의 영역에서 연구를 하는 국내 유수의 30명의 PI 연구자 분들이 참여하고 있습니다.

Q3. 교수님께서는 현재 차세대융합기술연구원에 소속되어 계시고, 사업단 명칭에도 컨버젼스란 단어가 있어 융합 연구를 강조하고 있습니다. 교수님께서 추구하시는 융합연구의 구체적인 추진방향은 무엇인지요?

신약 개발이 어렵다고들 하는데 그 이유를 생각해보면, 생명현상 자체에 대한 지식이 아직 부족한 상태라는 부분이 가장 큰 부분을 차지한다고 생각합니다. 또한, 신약 개발이 단계별로 진행되는 직선형 과정이다 보니 초기에 생긴 작은 오차가 뒤로 갈수록 축적이 되어 마지막 단계에서 결국 실패를 야기하는 경우가 빈번히 일어납니다. 초기에 생긴 작은 오차를 교정하지 않고 진행함으로써 수십억 수백억 연구가 실패로 끝나는 경우들을 많이 목격하면서 초기 연구 때 임상의, 산업, 대학의 연구자들이 같이 모여서 연구개시점 부터 가능한 시행착오를 미리 예측하고 줄여나가는 통합적 연구 시스템과 다양한 분야의 연구자들이 한가지 목적을 위해 같이 일하는 융합형의 연구가 필요하다고 확신했습니다.

우리는 연구의 패러다임과 기술 두 가지 측면에서 융합형 연구를 하고 있습니다. 연구의 패러다임 측면에서는 기존의 선형과정이었던 신약 개발프로세스를 전체적으로 동그랗게 연결시켜 순환형 연구를 하고 있습니다. 초기에 타겟을 개발하면 반드시 병원에 찾아가서 관련된 임상의들에게 임상적인 의미가 있는 것인지, 가능한 부작용들에 대해 먼저 컨설팅을 받고 같이 팀을 이루어 중계 연구를 합니다. 동시에 기업을 찾아가 연구개발에 대한 산업적인 미충족 요구가 있는지 확인 받은 후 본격적으로 연구를 시작합니다. 기술적인 측면에서는 그 동안 바이오 연구에 적극적으로 도입되지 않았던 여러 가지 나노기술, 미세유체기술, 칩이나 비드를 활용하는 기술 등 첨단 공학적 기법들을 많이 융합시켜 연구 효율을 높이는 융합연구를 하고 있습니다.

저희는 사업단에서는 vertical integration, horizontal convergence라고 하는데, 연구의 패러다임과 기술, 수직적, 수평적인 연구를 모두 하나로 모아서 서로 상호작용 하도록 하는 것이 융합연구의 전략입니다.

Q4. 교수님께서 시스템생물학, 생물정보학 등 새로운 학문에 관심이 많으시며, 현재 연구에도 적극적으로 도입하고 있는 것으로 알고 있습니다. 특별한 이유가 있으신지요?

또한, 새로운 분야의 도입은 그만큼 어려운 점도 많을 것으로 생각되는데요, 극복할 수 있는 방법과 최근에 새로 도입해서 연구하는 분야가 있다면 어떤 것들이 있을까요?

새로운 학문의 도입을 하는 특별한 이유는 없으며, 저도 하나하나 새로 배울 때 마다 너무 어려워서 안 했으면 하는 마음이 간절합니다. 제 전공인 분자생물학, 생화학 분야에 남아있으면 좋겠지만, 뭔가 새로운 발견과 기술적 혁신을 하려면 다른 분야의 연구를 도입할 수 밖에 없는 것이 현실입니다. 생명자체가 너무 복잡한데, 나는 분자생물학자라고 그 수준의 현상만 본다면, 전체 중에서 일부만 보겠다는 것이나 다름 없습니다. 시스템이 복잡하기 때문에 system biology를 할 수 밖에 없고, 데이터가 많기 때문에 informatics를 할 수 밖에 없습니다. 유전자가 생체에서 어떤 일을 실제로 하는지를 보기 위해서 마우스유전학을 배워야 했고 임상적인 의미를 이해하기 위해 병리학을 도입해야 했습니다. 신뢰성 있는 결과를 내기 위해서는 싫어도 어쩔 수 없이 새로운 분야를 계속 도입하게 됩니다.

사실 저는 세포생물학도 한국에 와서 처음 했고, 마우스제네틱스도 한국에 와서 처음 적용해서 저도 놀랍게도 네이쳐제네틱스에 논문을 냈으며, 지금 제가 하고 있는 연구는 PhD 시절 했었던 분야와는 전혀 관계가 없습니다. 이제 저에게는 무슨 전공의 과학자인지는 별로 의미가 없고, 굳이 말을 하자면 실용적 의생명과학자라고 할 수 있겠습니다. 즉 질문에 대한 답을 얻기 위해서는 어떤 방법도 활용한다는 것이죠. 이 목적에서 내가 어떤 전공자인가는 별로 의미가 없더군요. 새로운 것을 하나씩 할 때마다, 각 분야에 전문가들이 있고, 평생 그 영역을 배운 전문가들 틈을 비집고 들어가서 그것을 하겠다는 것이 말이 안되고 교만한 것일 수도 있겠지만 막상 하면 된다는 것이 재미있었습니다. 너무 내 영역이 아니라고 시작하는 것에 겁먹을 필요는 없다고 생각합니다.

제가 최근에 새로 도입한 분야로는 바이오메디컬 엔지니어링이 있습니다.
예컨대 미세유체 기술이나 새로운 형태의 배양 접시를 이용해서 세포를 3차 배양을 시켜서 예전에 Petri Dish에서 키우던 것을 3차원으로 키워서 실제상황을 만들어 내는 연구, 혹은, 마우스에 아주 가늘게 넣을 수 있는 내시경 개발해서 마우스 내에서 일어나는 실제상황을 실시간으로 볼 수 있게 하는 연구, 칩과 미세유체기술을 이용하여 세포에서 분비되는 각종 분비체들을 분리하는 기술 개발 등이 있습니다. 이러한 기술들은 개발하기 싫었지만 연구에 필요하기 때문에 그 분야의 전문가들과 같이 융합팀을 만들어 하나씩 풀어가고 있습니다.

Q5. 현재 대형 사업단을 운영하고 계신데요. 사업단 운영의 측면에서 타 사업단과의 차별화된 전략 에 대해 말씀해 주십시오, 또한 특별히 대형 사업단의 운영에 따르는 고충이 있으시지요?

우리 사업단의 차별화는 명확합니다. 바로 통합적 (Integrative) 연구입니다. 우리는 개별적으로 하는 연구는 권장하지 않으며, 하나의 큰 주제를 같이 통합적으로 접근하는 연구에 흥미를 가진 분들이 함께 모여서 연구를 하고 있습니다.

고충으로는 기관의 특성이 다른 여러 곳에 속해있는 분들이 같이 힘을 합쳐서 연구를 하다 보니, 아무래도 같은 팀워크를 구축하는 면에 있어 각자 소속기관의 관점과 이익이 있어 협력에 어려움을 겪는 경우가 있습니다.

Q6. 교수님께서 우리나라 의생명 연구 분야의 리더로서 많은 역할을 하고 계신 걸로 알고 있습니다. 이와 관련하여 교수님의 활동 내용을 소개해 주시기 바랍니다.

리더로써의 저의 역할은 중개 연구의 mediator라고 생각합니다.
논문 하나 하나의 업적을 챙기기 보다는 연구단 내의 기초연구자와 임상의, 산업체들을 연결시켜주는 Linker 로써의 역할에 주력하고 집중하고 있습니다. 
사업단이 제가 Linker로써의 역할을 좀 더 추진력있고, 정당성있게 할 수 있도록 만들어 주고 있습니다. 지금은 대부분의 큰 병원들과 중계연구가 진행되고 있으며, 임상선생님들도 이전보다 많이 개방적인 태도로 중계연구에 참여하십니다.
또한, 우리나라 산업체에서도 신약개발에 대한 의지가 많이 형성되어서, 사업단 초기부터 국내 10개 제약사와 공동연구를 하고 있습니다. 앞으로도 우리나라에 혁신적 신약개발 연구를 지향하는 더 많은 제약기업들과 공동개발을 많이 할 계획 입니다.

Q7. 사업단의 연구전략 중에서 유전체 연구가 차지하는 비중은 어느 정도이며, 구체적인 유전체 연구의 방향은 어떻게 진행 또는 계획하고 계신지요?

저희 사업단 입구에는 “차세대 유전체 연구소”라는 현판이 붙어있습니다. 수원에 처음 내려왔을 때에, 도지사님을 만나 유전체 연구가 얼마나 중요한지 설명을 드리고, 설득 해서 경기도에서는 파격적인 5억원 이라는 지원금을 받았습니다. 경기도에서는 굉장히 큰 지원금이지만, 사실상 유전체 연구쪽에서는 DNA sequencer 장비 하나를 살 수도 없는 금액입니다.
중국의 BGI를 보면 엄청난 유전체 분석장비의 인프라가 갖춰지면서, 엄청난 스피드의 분석이 이루어 지고 있는데 제가 얼마나 노력을 하면 경쟁력 있는 인프라를 만들 수 있을까? 얼마만큼 DNA 분석을 하고, RNA 분석을 하면, 이 분야에서 세계 최고가 될 수 있을까? 아무리 고민해 보아도 답이 나오지 않아서 저는 유전체 연구를 이렇게 하기로 결심했습니다.
중국의 BGI나 미국 브로드 연구소 등 외국의 대규모 연구집단에서 엄청난 데이터들이 쏟아져 나올 것이고, 우리도 그 데이터에 접근 할 수 있을 것이기 때문에 저는 Second genomics를 하기로 결심했습니다. 즉, “요즘 cancer genome 프로젝트 등을 통해서 엄청나게 쏟아져 나오는 데이터들 중에 가능성 있는 데이터들을 필터링 한 후, 그 타겟에 대한 validation 툴로 유전체 분석 기법을 활용하는 것이 경쟁력이 있겠다”고 생각을 하게 되었습니다. 이렇게 되면, 두 가지 경쟁력이 생기는데 하나는 큰 인프라가 필요하지 않고, 또 한가지는 제가 잘 들여다 봐서 통찰력 있는 픽업을 한다면 특정 타겟 그룹에 대하여서는 세계 최고가 될 수 있다는 점입니다.

우리나라의 유전체 연구가 인프라나 규모의 경쟁으로 나가는 것은 바람직하지 않다고 생각하며, 디스커버리의 단계의 경쟁으로는 글로벌로 나가 세계 최고가 되기 어려울 것이라고 생각합니다. 그래서 저는 유전체 연구를 한정된 연구분야에 집중하여 깊이 있는 유전체, 단백체, 세포체, 그리고 동물과 임상체까지를 아우르는 통합적 유전체 연구를 통해 새로운 연구 패러다임과 연구 집단을 구축하고자 합니다.

Q8. 사업단의 주요 목표 중 하나는 신약개발이 있을 것입니다. 신약개발의 활성화를 위해 사업단에서 추진하는 전략은 무엇인지요?

연간 100억 정도 규모의 사업은 우리나라에서는 충분히 큰 금액이지만, 실제적으로는 신약개발 한 개를 할 수도 없는 금액입니다. 실제로 뛰어난 기초 연구결과를 유지하면서 연구의 산출물을 산업화로 연계 시키는 일, 이 두 가지를 모두 충족시키기는 매우 어려운 일입니다.
대부분의 기업들이 지니고 있는 가장 보편적인 고민은 쓸만한 타겟이 있다면, 약물을 찾아서 전임상하고 임상 연구를 할 수 있는데, 막상 무엇을 가지고 연구 해야 될지 모르겠다는 것입니다. 그래서 저희 사업단에서 추진하는 전략은 신약개발의 위한 약물의 타겟을 개발하는 “타겟 팩토리” 입니다.
기초 연구가 강해야 올바른 타겟을 찾을 수 있으므로, 우수한 기초 연구 인력의 유지를 통해 산업체 쪽에서 필요로 하는 핵심기술과 소재들을 제공할 수 있을 것이며, 따라서 신약개발을 위한 초기 진입장벽을 낮출 수 있을 것으로 생각합니다. 사업단 초기에는 좋은 연구 결과가 산업화로 연계되어 실용화 되는 부분이 중요한데, 우리나라 기업들이 신약개발에 대한 motivation이 없을 것을 우려 하였습니다. 하지만 시대적인 요구가 제약 기업들이 신약개발을 하는 분위기로 변하고 있어 우리의 비전과 잘 맞아 들어가고 있습니다. 우리는 충분히 검증된 타겟을 발굴하여 국내외 제약 기업들과 새로운 개념의 신약을 개발하는 세계 최고 수준의 신약 타겟 팩토리로 자리 매김 하는 것을 목표로 삼고 있습니다.

Q9. 유전체 사업이나 신약 개발 사업 등은 특성상 국가 주도의 대형 사업의 연구가 중요한 역할을 할 것으로 생각됩니다. 이와 관련하여 국가주도 대형연구사업의 현황 및 개선방안에 대한 교수님의 의견을 말씀해 주십시오.

연구사업의 대형화에 대해서는 기본적으로 찬성합니다. 현대의 바이오 연구는 어느 정도 규모의 싸움이 되어버렸습니다. 실제로 지난 20년 동안 일본이 연구의 대형화를 통해 성공하였고 결국 세계적인 리더들이 많이 배출되었습니다. 본인도 귀국했을 당시 창의 연구사업의 지원이 없었다면, 과연 여기까지 올 수 있었을까 라는 생각을 하며 항상 국가의 연구 지원에 대해 감사하게 생각합니다.
국가 주도 대형사업에 대해서 아쉬운 점은 각각의 상황에 관계없이 지원금이 같다는 점 입니다.
가능성이 있는 과제나 사람에 대해서 집중적으로 잘 서포트 하는 것이 결국 좋은 결실을 이룬다는 것을 옆 나라 일본의 성공을 통해 알 수 있습니다. 단지 이러한 사업을 진행하는 과정에서 커뮤니티에서 모두의 합의를 얻고 인정받을 수 있는 대형 사업, 과제, 사람에게 적절한 지원이 되면 좋겠다는 생각을 합니다.

Q10. 끝으로, 유전체학회 회원 및 후학 연구자들에게 당부의 말씀 부탁 드립니다.

과학 전체의 영역과 규모로 볼 때, 대한민국은 세계의 중심이 아니라 아직까지는 변방에 위치하고 있다고 생각합니다. 우리나라 유전체 연구에 대한 예산이 많이 늘어나고 있는 추세에 있지만 미국, 일본, 중국 등에 비교해보면 여전히 적은 액수 입니다. 이런 적은 액수로 국제 경쟁력 있는 연구를 위해서는 우리나라 연구자들이 독창적인 연구를 수행하여야 한다고 생각합니다. 즉 각 생명현상에 대하여 새로운 시각으로 바라보고 특정 연구팀, 특정 연구소에서만 가능한 연구들을 수행한다면, 우리나라도 강소국이 될 수 있다고 생각합니다. 스위스의 경우 인구가 우리나라의 10분의 1 밖에 되지 않는 나라이지만 노바티스, 로슈, 등 글로벌 제약사가 있습니다. 스위스 과학의 연구 컨텐츠가 강하고 독창성이 뛰어나기 때문이라고 생각합니다.
또한, 선진국에서 유행하는 연구를 따라가는 것을 지양하고, 가보지 않은 길을 가는 것이 필요하다고 생각 합니다. 유행을 따라하는 연구를 하는 것은 설득도 쉽고 패러다임을 만드는 것도 쉬운 반면, 가보지 않은 길을 만들며 헤쳐나가는 것은 어려울 것입니다. 하지만, 우리나라도 게이트 오프닝을 할 수 있는 나라라는 것을 다음 세대에 보여주는 것이 우리 세대가 해야 할 일이라고 생각합니다. 만약 실패 하더라도 시도 자체만으로도 충분히 의미가 있다고 생각됩니다.
유전체 후학 연구자들 중 일부라도 기존의 패러다임에 순응하지 않고 즉 가보지 않은 길을 헤쳐나가려는 사람이 있었으면 좋겠습니다.

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