차선주(의료과학과 박사후 연구원)씨는 20년 09월 01일부터 21년 08월 19일까지 순천향대학교 ‘혁신선도형 바이오헬스 산업 융합인재 교육연구단’ 대학원생으로 참여해 루게릭병 발병을 제어할 수 있는 신규 발병기전을 규명했다.

특히, 신경퇴행성질환 치료제 및 진단 기술 개발에 기여한 점에서 높은 평가를 받아 지난 1월 교육부장관 표창을 수상했다.

차선주씨는 ‘혁신선도형 바이오헬스 산업 융합인재 교육연구단’의 대학원생 출신으로, 전문 교육과정을 통해 교육받으며 현재까지 우수한 국제 학술지(SCIE급)에 논문 총 6편(주저자 & 공저자 포함)을 게재(대학원 재학 기간 동안 국제 학술지(SCIE급) 논문 총 17편(주저자 6편 & 공저자 11편)을 게재)하고 국내·외 학술대회에 연구 결과를 발표하는 등 BK21 FOUR 사업에 적극적으로 참여하며 우수한 연구실적을 보유하고 있다.

초파리 및 동물세포를 활용하여 루게릭병으로 알려진 ALS와 전두엽성 치매의 발병기전을 연구하고 있으며, 특히 단백질의 변역후변화과정(post-translational modification)인, glutathionylation의 중요성을 오랜 기간 꾸준히 연구하여, 루게릭병 및 전두엽성 치매 발병을 제어할 수 있는 신규 발병 기전 및 억제 기전을 규명하였으며, 세계적인 학술지 ‘Developmental Cell (IF: 13.417, JCR 상위 2.56%)’에 연구 결과를 발표하고 중요성을 인정받아 신경퇴행성질환 신규 치료제 및 진단 기술 개발에 기여했다.

또한, ‘GstO2를 포함하는 신경계 퇴행성 질환 치료용 조성물’로 국내 특허 등록 및 국제 특허 출원(미국, 일본), ‘카보플라틴을 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물’로 국내 특허 출원 등 루게릭병을 포함하는 신경퇴행성질환 치료제 개발을 위한 원천기술 확보에도 큰 기여를 했다. 4단계 BK21사업을 통해 뇌신경 과학자로서의 꿈을 키워가고 있는 차선주씨를 인터뷰해봤다.

1. 본인의 연구분야를 선택하게 된 동기

 저는 의료생명공학과에 재학 당시 신경퇴행성질환 연구에 대해 많은 관심을 가지고 있었습니다. 그러던 중, 지도 교수님이신 김기영 교수님께서 초파리 모델을 이용하여 루게릭병에 대해 연구하신다고 들어 이렇게 지금 하고 있는 연구 분야에 도전하게 되었습니다. 루게릭병은 세계적인 물리학자 스티븐 호킹이 앓았던 질병으로, 최근에는 아이스버킷챌린지를 통해 많이 알려져 있는 신경퇴행성질환 중 하나입니다. 이 질병은 점진적으로 운동신경의 퇴화에 의해 치명적인 근육마비를 일으키고 대게는 발병 후 2-5년 안에 사망에 이르게 됩니다. 루게릭병의 정확한 발병 기전도 아직 알려져 있지 않으며, 효과적인 치료제 또한 아직 없습니다. 아직 알려져 있지 않은 부분이 많았기에, 앞으로 생각하고 또 연구할 수 있는 부분이 많지 않을까하여 이렇게 연구를 시작하게 되었습니다.

2. 대학원에서의 수업 및 연구활동을 통한 주요성과 및 인상 깊었던 점

 이번 연구를 통해 루게릭병 원인 단백질인 FUS에 의해 유도되는 운동신경 독성을 억제할 수 있는 신규 조절 유전자로 생체 내 효소인 GSTO를 발굴하였습니다. FUS는 glutathionylation이라는 번역 후 변화 과정이 일어나며 이는 세포질 내 응집체 형성 및 액체-액체 상전이를 유도하게 됩니다. 루게릭병 환자에게 GSTO의 활성 및 발현은 낮은 상태이며 FUS의 glutathionylation이 높은 상태로 존재하고 있기 때문에, GSTO의 활성 증가가 FUS-매개 루게릭병 발병억제에 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었습니다. 또한 항암제로 알려져 있는 carboplatin이 GSTO의 활성 조절제로 FUS-매개 루게릭 초파리 모델을 이용하여 신경세포 손상 표현형들이 회복됨을 확인하였습니다. 이는 GSTO가 루게릭병 치료용으로 바이오 의약품 개발의 중요한 표적 단백질로 적용될 뿐만 아니라 항암제인 carboplatin을 활용하여 신경퇴행성질환의 신규 치료제 개발에도 새로운 아이디어를 제공할 수 있게 되었습니다.

3. 학업 및 연구 과정에서 어려웠던 점과 극복한 과정

 프로젝트의 방향을 결정하고 진행하는 부분이 가장 어려웠습니다. 하나의 프로젝트에서 실험을 통해 나오는 결과들을 분석하고 다음 실험을 어떠한 방향으로 진행하여야 하는지 계속해서 생각해야 된다는 점에서 머릿속으로는 생각을 하지만 실천이 잘 되지 않는 부분들이 많았습니다. 그리고 실험의 조건을 잡는 부분에서 너무 시간이 오래 지체되어 번아웃이 온 적도 있었습니다. 그럴 때마다 지도 교수님이신 김기영 교수님과 끊임없이 방향성을 의논하고, 저에게 지식뿐만 아니라 실험 기법에서도 여러 조언들을 해주셨습니다. 또한, 항상 저를 믿어주셨기 때문에 그 믿음에 보답하기 위해 더 많이 노력하고 더 많이 고민할 수 있었습니다. 그래서 마침내 실험의 조건을 찾았고 결과를 도출했을 때의 그 기쁨은 머뭇거리고 있던 저를 다시 일어날 수 있게 하는 원동력이 되었습니다. 이러한 과정들을 겪으면서 뇌신경 과학이라는 분야에서 걸음걸이도 떼지 못하던 저를 이제 걸을 수 있을 정도로 발전할 수 있었습니다.

4. 4단계 BK21 사업이 본인의 학업 및 연구역량 개발 등에 가장 도움이 되었던 점

 저는 박사 과정 수료 후 BK21 FOUR 사업에 참여하게 되었음에도 다양한 지원을 받으며, 새로 생긴 많은 수업인 CPD와 AMD 수업에 참여해 볼 기회가 있었습니다. CPD 수업을 통해 다른 전공 분야를 공부하는 학생들과 여러 실험을 함께 진행해보았고, AMD 수업을 새로운 실험 기법을 배워 제 프로젝트에 적용하여 저의 연구를 발전시킬 수 있었습니다. 또, BK21 FOUR 사업에서 진행하였던 학부생 인턴 프로그램을 통해 학부생과의 호흡을 맞추어 연구프로젝트를 계획하고 진행하여 그 인턴 프로그램 진행 기간 동안 나온 결과들로 발표를 하고 대상도 받았습니다. 제가 학회에서 발표하여 상을 받는 기쁨도 물론 있지만, 프로젝트를 알려주고 실험을 가르쳐주었던 학부생이 자신의 연구 결과를 발표하고 상을 받는 기쁨은 제게는 또 다른 즐거움이었습니다. 알려주고 가르쳐주면서 저 또한 많이 공부를 해야 했기에 제가 연구자로 교육자로 발전할 수 있는 좋은 계기가 되었습니다.

5. 향후 계획(취업 혹은 진학, 연구활동), 연구자로서의 포부

 저는 2021년 8월 이학박사학위를 취득하고, 졸업 이후에는 현재 속한 연구실에서 1년 4개월 동안 박사후 연구원으로 일하면서 진행 중인 연구들을 마무리하였습니다. 2023년에는 새롭게 뇌신경 과학자로써 제 역량을 펼치기 위해 한국뇌연구원에서 일하게 되었습니다. 신경퇴행성질환의 정확한 발병 기전에 대한 연구와 이에 따른 치료제의 개발에도 많은 보탬이 될 수 있게 끊임없이 생각하고 노력하는 과학자가 되고 싶습니다. 제가 하는 분야뿐만 아니라 융합이라는 트랜드에 발맞춰 새로운 분야에서 새로운 지식을 배우며 그 분야에서도 전문가가 될 수 있게 노력할 것입니다. 또한, 제가 존경하는 저의 지도교수님이신 김기영 교수님처럼, 앞으로는 더 발전하고 더 성장하는 연구자로서 후배들에게도 좋은 영향을 줄 수 있는 한 명의 독립적인 뇌신경 과학자가 되고자 합니다.