우리대학 순천향의생명연구원(SIMS) 이만열 교수 연구팀이 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 ‘2023년도 바이오·의료기술개발사업’의 ‘줄기세포 ATLAS 기반 난치성 질환 치료기술개발’ 분야 주관 연구팀으로 최종 선정됐다고 3일 밝혔다.  사업에 대한 소개와 선정 과정에 대해 들어보자.

1. 선정되신 ‘바이오‧의료기술개발사업’은 과학기술정보통신부가 미래 유망 바이오기술 분야(신약, 줄기세포 등)의 원천기술 확보를 위해 전폭적으로 지원하는 대형국책연구사업입니다. 해당 과제에 함께 선정된 기관들도 서울대, 포항공대, 삼성병원 등 메이저 대학 및 병원이고, 전체 사업 선정 결과를 봐도 지역 사립대는 우리대학이 유일합니다. 쉽지 않은 여건 속에서도 어려운 과제에 선정되신 것을 축하드립니다. 선정되신 사업에 대한 소개와 선정되시기까지의 과정에 관해서 설명 부탁드립니다.

매달 다른 교수님의 탁월한 연구성과에 감탄하며 읽던 ‘이달의 연구자 interview’에서 제 연구내용을 소개해 달라는 제안을 받고 적잖게 당황스러웠습니다. 아직 갈 길이 멀고 많이 부족하여 뭐 하나 내세울 만한 게 없는 부족한 연구이지만, 우리 순천향 가족들이 너그러운 마음으로 읽어주실 것을 믿고 몇 글자 적어보았습니다.

이번에 선정된 “시공간 다중 오믹스 분석을 통한 유전성 심장질환 줄기세포 ATLAS 구축 및 활용 기술 개발” 사업은 2023년 바이오·의료기술개발사업의 일환으로 총 47.5억 원의 국가 연구비를 5년간 지원받는 국책 사업입니다. 최근 바이오 연구 분야에서 단일세포 전사체 분석을 기반으로 하는 유전체 분석 연구가 핵심적인 연구 기법으로 주목받고 있어서 본 과제가 기획단계부터 많은 과학자의 관심을 받았습니다. 실제로 많은 연구자들이 공모에 참여하여 높은 경쟁률을 보였다고 합니다. 나름의 자부심이라고 하면, 함께 경쟁했던 대학 중에서 유일한 지역 사립대라는 점과 줄기세포 연구자가 이끄는 유일한 연구팀이라는 점입니다. 과제 선정 후에 많은 축하를 받았는데, 그 중에서도 본 과제에는 유전체 연구가 필수적인데도 배아줄기세포 연구자가 선정되었다는 사실에 놀란 분들도 많았습니다.

이렇듯 치열했던 경쟁에서 선정될 수 있었던 강점 하나를 이번 인터뷰를 통해 함께 공유하고자 합니다. 그것은 단연 순천향의생명연구원(SIMS)이 가지고 있는 최신 연구 인프라 덕분입니다. SIMS(심스)는 단일세포 전사체 분석이 우리나라에 처음 알려지기 시작하던 2018년부터 관심을 갖고 해당 분야의 장비(10x Genomics)를 구축하여 단일세포 전사체 분석 서비스를 제공해 왔습니다. 이후에는 최신 장비인 droplet digital PCR 장비까지 구비하여, 단일세포 수준의 아틀라스를 구축할 수 있는 기관으로 성장하였습니다. 이와 같은 연구 인프라의 선제적 구축은 단일세포 전사체 논문이 단 한 편뿐이었음에도, 저를 자연스럽게 줄기세포 연구자 중에서 단일세포 전사체 분석 전문가로 보일 수 있게 해주었고, 이러한 인프라 구축과 분석을 통해 다양한 연구자들이 SIMS를 찾아 함께 연구를 논의할 기회가 만들어졌습니다. 또한, 저는 그들의 공동연구자가 되어 새로운 연구 영역에 도전할 기회를 얻었습니다.

결국, 선제적 인프라 구축은 순천향대학교의 경쟁력을 향상시키는 기회뿐만 아니라 개인 연구자의 연구역량을 향상시켜 경쟁력 있는 연구자로 발돋움할 수 있게 해 주었습니다. 이제 최신 연구 인프라의 구축은 바이오의료기술 발전의 선제 조건이 되었습니다.

2. 교수님께서는 이번에 선정된 과제를 통해 개발된 기술이 향후 폭넓게 활용되기 위해서는 다방면의 과학자, 그리고 임상의사의 협력이 중요하다고 강조하셨습니다. 교수님은 이전부터 임상 교수님들과 공동연구를 활발히 진행해오셨는데요, 작년에는 천안병원 교수님과 '급성허혈성뇌졸중 줄기세포치료제’ 개발을 목표로 연구하셨고, 올해는 가톨릭대, 중앙대, 숭실대, 인공지능(AI) 기반 바이오 스타트업(포트레이, 메테오바이텍)과 공동연구를 진행하고 계십니다. 교수님들마다 전문분야와 관심도 다르고, 거리도 멀어 연구 협력이 쉽지 않으셨을 것 같습니다. 이러한 어려움들을 극복하고 성공하는 융합연구팀은 무엇이 다른지 궁금합니다.

앞으로의 의학은 “정밀의학”과 “맞춤형 의학”의 시대로 전망됩니다. 이러한 미래 의학을 개척하기 위해서는 기초과학, 인공지능(AI), 임상의학 및 공학 등 다양한 분야의 융합 연구가 필요하며 이를 통해 미래 의학과 미충족 의료 문제를 해결할 수 있습니다.

융합연구는 다양한 분야 전문가들의 지식과 기술을 유기적으로 결합함으로써 현대 의학의 미충족 의료 문제를 다각적으로 탐구하고 해결할 가능성을 보여 줍니다. 본 과제를 예를 들어 말씀드리면, 심장을 구성하는 세포 하나하나를 전사체 분석을 하여 심장을 구성하는 세포 집단을 지도화(아틀라스)하는 연구 과제입니다. 과거에는 한 명의 유전자를 분석하는데 수억 달러와 수년이라는 긴 시간이 걸렸던 것을 생각하면 도저히 상상할 수 없는 연구입니다. 그러나 그동안 공학자들이 유전자 분석 방법을 혁신적으로 개선하는 2세대 분석 방법 NGS(next generation sequencing)을 개발하여 이제는 한 사람의 유전정보를 분석하는데 단 100만원이면 가능한 시대가 되었습니다. 또한, 단일세포 전사체 분석을 기반으로 하는 세포 지도 구성을 위해서는 우리가 상상도 할 수 없이 막대한 양의 정보를 처리할 수 있는 알고리즘과 세포의 운명을 예측할 수 있는 AI 기술의 도움이 필요합니다.

이처럼 하나의 프로젝트를 수행하기 위해서는 다양한 분야의 최신 기술이 집적화될 때 연구가 가능한데, 이러한 융합된 기술은 한 명의 과학자가 일생동안 배울 수 있는 수준의 영역을 넘어서고 있습니다. 따라서 미래 의학과 미충족 의료 문제 해결을 위해서 우리는 학문의 경계를 허물고 융합과 협력의 연구를 추구해야 합니다. 이번 연구 과제를 준비하면서 가장 유능한 공동연구자를 찾기보다는 학문에 대한 호기심을 가지고 동료 연구자와 화합할 수 있는 연구자를 찾는 것이 우선이었습니다. 자기의 욕심보다는 협력을 먼저 생각하는 연구자를 연구팀에 모시려고 노력했고, 그로 인해 과제계획서 작성, 발표 준비, 평가 과정에서 불협화음 없이 원활한 진행을 끌어냈습니다. 과제를 준비하는 기간 내내 연구팀에 있는 모든 교수님들은 항상 “연구과제를 준비하면 새로운 것을 많이 배우고 있습니다”라는 말씀을 가장 많이 하셨습니다. 그만큼 학문의 경계를 넘나드는 것에 두려워하지 않고, 자기 연구자원을 먼저 공유하려는 협력적인 모습을 갖고 있었기 때문에 결과도 좋았다고 생각합니다.

3. 근래 연구하신 이력을 보면 주로 줄기세포 위주의 과제가 많고, 몇 년 전에는 광주과학문화협회에서 주관하는 줄기세포 기초특강도 강연하셨습니다. 그 어떤 교수님들보다도 줄기세포 분야에 진심인 것 같습니다.:) 줄기세포는 줄기세포 성형, 줄기세포 화장품 등 어느덧 일상 속에서도 쉽게 접할 수 있게 되었고 대중들의 관심도 높아지고 있는 것 같습니다. 줄기세포 연구 관련 최신 동향이나 줄기세포 치료에서 주의해야 될 내용이 있으면 간략히 소개 부탁드립니다.

우리 연구실에서 가장 중요하게 연구하고 있는 연구 분야는 배아줄기세포 및 환자 맞춤형 역분화 줄기세포(iPSC) 연구입니다. 일반적으로 줄기세포 연구에 관해 이야기할 때는 주로 줄기세포 치료제나 혹은 오가노이드 연구에 대해서 많이 물어보는 편입니다, 그러나 우리 연구실은 주로 줄기세포가 가지고 있는 특성(stemness) 이나 줄기세포의 운명(cell fate)을 조절하는 인자를 탐색하는 연구를 주로하고 있습니다.

한편으로 시시해 보이는 기초연구 같지만, 줄기세포 치료제를 개발해 나아가는데 중요한 징검다리의 돌 하나를 쌓는다는 자부심으로 20년째 즐겁게 줄기세포 기초연구를 하고 있습니다. 줄기세포 연구를 하면서 저를 즐겁게 하는 일이 하나 더 있는데요, 기회가 있을 때마다 줄기세포 강연을 다니는 일입니다. “SCH 꿈을 찾는 강좌”, “금요일에 과학 터치(한국연구재단)”, “토요과학강연회(한국연구재단)” 등 고등학생들과 일반인을 위한 강연 기회가 있을 때마다 전국을 돌며 진행하고 있습니다. 강연은 제가 너무 좋아하는 줄기세포 연구내용을 많은 사람들과 공유할 수 있어 즐거울뿐만 아니라 줄기세포가 가진 가능성만 가지고 상업적으로 잘못된 정보를 이용하는 것을 바로잡고자 열심히 강연에 나서고 있습니다.

줄기세포 치료제가 많은 가능성과 미래 의학으로써 가치를 지니고 있지만, 그 가능성만 가지고 섣불리 환자들에게 줄기세포 치료를 말하기에는 아직 넘어야 할 산이 많습니다. 줄기세포의 치료 가능성만 가지고 절박한 환자와 가족을 유혹하는 부분이 안타까워 바쁜 시간을 쪼개어 열심히 강연하는 이유입니다. 오늘도 전북 무주에 있는 한 고등학생이 이메일로 연락하여 줄기세포 강의를 약속했습니다. 저에게는 줄기세포 이야기가 혼자만 알고 있기에는 너무 재미있는 연구 이야기라 전국을 돌며 이야기하고 싶습니다.

4. 그 밖에 하시고 싶은 말씀이나 의견이 있으신가요?

마지막으로, 이번 인터뷰를 통해 제 연구 프로젝트에 대해서 이야기 할 수 있어서 정말 영광으로 생각합니다. 이번 연구 프로젝트를 통해 경쟁력을 갖춘 연구자로 더욱 성장하도록 노력할 것이며, 국가적인 바이오의료기술 발전에 이바지하고자 합니다. 끝으로 배아줄기세포 연구를 마음껏 할 수 있는 터전을 제공해준 순천향대학교와 연구 인프라를 적극적으로 지원해주신 이사장님, 총장님, SIMS 원장님, 동료 교수님들께 감사드립니다. 그리고 오늘도 늦게까지 연구에 힘쓰는 연구실 학생들에게도 지면을 통해 감사의 마음을 전하고 싶습니다.