연구재단

신진연구자 "톡"

중개의학(Translational Medicine)
기초 연구와 임상의 다리가 되어!

가톨릭대학교 의생명과학교실 구희범 교수

창의적이고 호기심 왕성한 젊은 연구자들은 남들과 다른 방식으로 관찰하고 사유하며, 누구도 가보지 않은 새로운 길을 향해 용기를 내는 이들입니다. 이들이 건강하게 성장할 수 있는 연구환경을 만드는 것은 대한민국을 넘어 인류 공동체의 지속가능성을 담보하는 중요한 열쇠입니다.

한국연구재단은 신진연구자지원사업을 통해 젊은 연구자를 응원하고 있습니다. 신진연구자의 열정과 꿈을 집중 조명하는 ‘신진연구자 톡’의 여덟 번째 주인공은 가톨릭대학교 구희범 교수입니다.

의학의 중심에서 화학을 외치다

화학의 영역은 한계를 지을 수 없다. 중세 연금술 역시 화학의 다른 이름이었다. 에너지, 반도체, 섬유 등 다방면에서 활약하며 첨단 산업을 견인해온 화학은 의약학 분야에서도 높은 존재감을 드러낸다. 최근 의학계는 실험실의 기초연구가 환자에게 실제 도움이 될 수 있어야 한다는 ‘실험대에서 침대로 (Bench-to-bedside)’란 구호가 화두다. 환자를 진단하고 치료하는 과정에서 나온 아이디어를 다시 기초연구에 도입하려는 ‘Bedside-to-bench’ 역시 같은 맥락이다. 화학 이론과 합성, 분석 기술을 기반으로 기초의학과 임상의학의 긴밀한 상호협력을 이끄는 다리가 되고자 하는 구희범 교수를 만났다.

화학자이자 의과대학 교수이시죠.
"화학을 통해서 할 수 있은 일은 무궁무진합니다. 자연대나 공대로 간 동료들과는 달리 저는 화학 전공자이면서 의대교수로 의대생들에게 유기화학을 가르치고 있습니다. 주된 연구 분야는 생체재료(biomaterials)인데, 최근에는 약물 전달 분야를 가장 많이 연구하고 있습니다. 저의 연구목표는 궁극적으로 사람에게 적용되고 도움이 되는 물질을 개발하는 것입니다. 요즘 실험실에서 침대로 (bench-to-bedside)와 중개의학(translational medicine)이라는 용어가 화두인데요. 의대에서 임상교수님들과 전문지식을 공유하고 같이 일하기에 보다 더 환자들에게 도움이 되는 방향으로 연구를 진행할 수 있습니다."

약물전달물질을 연구하기까지 연구자로서 걸어온 길은?
"서울대 화학과 박종상 교수님 랩(Lab)에서 유전자 치료에 유용한 고분자 물질을 합성하고 이를 세포 실험에 적용하는 연구를 주로 수행했습니다. 이때부터 합성이나 분석 방법 자체 보다는 이러한 과정을 통해 만들어진 결과물들이 할 수 있는 일에 관심이 갔는데요. 박사 학위를 받은 후 좀 더 응용에 가까운 연구를 하고 싶어 이미징과 약물전달 연구의 선도그룹인 한국과학기술원(KIST) 의공학연구소에서 2년 반 정도 포스닥(Post-Doc.)으로 근무했습니다. 이후 보스턴으로 건너가 Harvard Medical School/ Massachusetts General Hospital에서 3년 반 정도 두 번째 포스닥을 하면서 클릭화학이나 실시간 생체 이미징 같은 다양한 신기술을 이용한 연구를 진행했습니다. 이후 가톨릭의대 의생명과학교실 소속으로 임용되어 귀국했고, 이곳에서 연구실을 꾸린지 4년째가 됩니다.”

약물전달연구의 목표는 무엇인가요?
"약물은 보통 먹거나 주사를 맞는 방식으로 우리 몸 안에 주입됩니다. 하지만 그 약물이 치료를 위해 도달해야할 목표 지점과 실제 약물이 주입된 곳과는 거리가 있는 경우가 많습니다. ‘약물 전달’ 연구는 특정 약물을 최대한 효율적으로 목표 조직이나 세포 등에 도달하게 만들고, 또한 원하는 때 원하는 속도로 방출되도록 조절하는 것이 목표입니다. 이를 위해서 기존에 개발된 약물을 나노 크기의 작은 입자로 싸서 세포나 동물에 투여해, 목적지까지 정확하게 도달하는 효율을 높이는 연구를 진행하고 있습니다. 또 개발한 물질들의 효능을 실험용 쥐와 같은 작은 동물을 통해 확인하고 있습니다. 다양한 연구들 중 한 예로는 최근에 대전성모병원 이비인후과 김동기 교수님과 공동 연구를 통해 내이 약물전달체를 개발하였고, 쥐 실험에서 염증성 난청 치료 효과를 검증하여 논문으로 발표하였습니다. ”

고전 화학의 한계 뛰어넘은 클릭화학 테크놀로지

화학의 다양한 연구 방법과 적용 분야를 고민해온 구희범 교수가 최근 관심 갖는 화학분야는 물질을 블록처럼 연결하여 간단하게 화합물을 얻을 수 있다는 의미로 명명된 ‘클릭 화학(click chemistry)’이다. 화학의 새로운 테크놀로지로 약물전달물질 개발은 물론 신약 합성이나 기능성 고분자 개발, 바이오 이미징 등 다양한 분야에서 주목받고 있다.

연구재단 ‘신진연구자 지원사업’ 과제인 ‘클릭화학의 의약학적 응용’은 어떤 연구인가요?

"화학분야의 새로운 테크놀로지중 하나인 클릭화학을 약물 전달이나 생체재료 개발 연구에 응용하고 있습니다. 클릭화학은 유기화학 반응의 한 종류인데요. 두 물질을 결합시키고 반응을 유도하기 위해 기존에는 유기용매를 사용하거나 고온, 고압의 조건을 만들었습니다. 하지만 클릭화학은 이러한 조건 없이도 수용액 상에서 선택적으로 손쉽게 반응하고 합성도 할 수 있습니다. 특히 세포막이나 세포질과 같은 생체 내에서도 반응을 일으킬 수 있습니다. 이처럼 기존의 화학반응들이 할 수 없었던 특성을 이용해 의약학적으로 의미 있는 시도들을 하고 있습니다.”

연구자로서 가장 보람 있던 순간은?

“많은 연구자 분들이 그러하시겠지만, 기본적으로 저는 각종 저널에 실린 논문들을 읽고 실험하고 논문 쓰고 하는 일을 좋아합니다. 다른 연구자가 논문으로 발표한 새로운 연구를 보는 것이 즐겁고, 제가 아이디어를 내고 실험을 통해 데이터로 보여주고 그것을 저널에 게재하는 것 또한 즐겁습니다. 하루하루 출근해서 퇴근 때까지 이러한 일들을 하면서 살 수 있다는 것 자체가 저에게는 보람입니다. 특히, 지금은 제 연구실을 꾸리고 학생들을 지도하는데요. 그들이 연구자로 성장하는 모습을 보며 같이 연구를 진행하고 논문을 쓰는 과정이 즐겁습니다. ”

연구자로 성장하기까지 어려움은 없었나요?

“가장 큰 고비는 미국에서 교수 임용을 지원할 때였습니다. 마음대로 논문이 나오고 임용이 되는 것이 아니기 때문에, ‘내가 가는 길이 맞는가?’ 하는 의문도 들고, 결과가 안 좋을 때는 저와 같이 미국에 와 있던 아내와 아이들에게도 미안하기도 했습니다. 그렇지만, 개인적으로 신앙과 가족이 큰 힘이 되었습니다. ”

연구자의 길을 준비하는 제자들에게 한 말씀

“세상에 쉬운 일은 없지만 연구자의 길도 쉽지 않은 길입니다. 먼저 연구에 관심과 열정을 가지고 이 길에 들어선 것에 대해 격려하고 싶습니다. 저는 학생들에게 되도록 밤새지 말고 주어진 시간에 해야 할 일들을 끝내는 훈련을 하라고 말합니다. 하루 이틀 일할 것이 아니기 때문에 마라톤처럼 지치지 않고 가야 하거든요. 결국 제한된 시간에 누가 더 능력을 키우고 또 그 능력을 결과로 보여주느냐의 경쟁입니다. 열정이 있어 이 길을 선택했다면 그 이후에는 계획과 집중이 중요합니다. 하루하루 해야 할 일들을 잘 계획해서 진행하면, 그렇게 열심히 산 하루하루가 쌓여서 본인의 때가 되었을 때 좋은 결실을 맺을 수 있을 것이라 생각합니다. ”

화학자로서 이루고 싶은 궁극적인 꿈은?

“지금까지 해온 것 이상으로 이 분야의 연구자들에게 도움이 되는 연구를 하고 싶고, 의대에 있으니 제가 개발한 물질이 실제로 환자에게 적용되는 것을 보고 싶습니다. 또한, 이제 교수로서 지도 학생들과 함께 이들이 제 연구실에서 도움이 되는 많은 경험들을 하고 성장했으면 좋겠습니다. 졸업 후에 각자 원하는 곳에 가서, 시간이 지났을 때 뒤돌아보고 좋았다고 기억할 수 있는 연구실을 만들고 싶습니다.”

신진연구자로서 연구재단에 대한 바람은?

"가톨릭대학에 임용될 무렵 신진연구자 지원사업을 통해 ‘클릭화학의 의약학적 응용’ 과제를 지원받으며 제 연구실을 셋업하고 연구를 진행할 수 있었습니다. 한국연구재단이 지원하는 신진, 기본, 중견 등 연구자 개인이 진행하는 과제들은 우리나라 과학계의 많은 연구자들이 연구실을 꾸리고 운영하는 중요 기반이 되고 있습니다. 이러한 개인 과제의 수혜율이 높아지고 평균적인 연구비도 증가한다면, 연구실을 운영하고 연구를 진행할 수 있는 연구자들이 많아져, 장기적으로는 과학기술 역량이 증가하고 저변 자체가 확대될 수 있을 것이라 생각합니다.”

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