이번 <연구실 탐방>은 생명의 신비를 큰 주제로 생식 과정에 대해 연구하는 융합생명공학과 오정수 교수의 발생생식분자생물학 연구실, MBDR을 취재했다.  

● MBDR 간단한 소개 부탁드립니다.

저희 연구실은 동물 생식에 관한 연구를 하는 곳입니다. 생식이란 말이 흔하게 사용되는 용어가 아니라서 일반인들에게는 다소 생소하게 들릴 수도 있겠지만, 간단히 설명드리면 정자와 난자가 만나서 수정이 되고 수정란이 세포분열을 통해서 배아로 자라나는 과정입니다. 이 중에서도 저희 연구실은 난자가 생성되고 성숙하는 과정과 초기 배아가 발달되는 과정에 대해서 중점적으로 연구를 하고 있습니다. 거창하게 들릴 수 있겠지만 연구실 구성원들은 모두 “우리가 생명의 신비를 규명하는 연구를 하고 있다”라고 자부하고 있습니다.

● 대표적인 연구 활동이 있으신가요?

생식세포는 체세포와 달리 감수분열을 통해 염색체를 반으로 줄이게 되는데, 이 과정은 굉장히 복잡하고 정교하게 조절됩니다. 여기에 문제가 생기면 다운증후군과 같은 염색체 이상, 불임, 또는 유산으로 이어지게 되는 것입니다. 저희 연구실은 주로 난자의 감수분열을 조절하는 유전자를 발굴하고 그 기능을 밝히는 연구를 수행하고 있습니다. 최근에는 감수분열에서 특이적으로 만들어지는 방추사 형성인자를 발굴하고 염색체 이수성이 조절되는 기전을 규명하여 발생학 분야 최상위 국제 저널에 논문을 게재하였습니다. 그 외에도 난자에서 일어나는 다양한 생리현상들의 분자적 기전을 규명하는 기초 연구를 수행하고 있습니다.

더불어 난자와 정자가 만나 수정 과정과 초기 배아가 발달하는 과정에 대한 연구도 수행하고 있습니다. 특히나 수정이 된 후 유전자의 발현에 있어서 후생유전학적인 변화가 일어나게 되는데, 이 과정에 대한 연구도 수행하고 있습니다.

저희 연구실은 난임과 불임 치료에 관한 연구도 활발하게 수행하고 있습니다. 최근 들어 결혼과 출산 연령이 높아지면서 난임과 불임에 대한 사회적 관심이 높습니다. 난임과 불임이 생기는 원인이 다양하다고 알려져 있지만, 난자의 노화와 질 저하가 주요 원인으로 지목됩니다. 저희 연구실은 난자의 노화 및 질 저하를 이끄는 주요 기전을 밝히고 이를 예방하는 방법을 찾고 있습니다. 대표적인 예로, 멜라토닌을 활용하면 난자의 노화를 방지할 수 있다는 연구결과를 최상위 국제 학술지에 게재하였으며, 최근에는, 난자 노화의 주요 원인인 텔로미어의 길이를 조절할 수 있는 방법을 찾아 논문을 내기도 했습니다. 이와 관련한 여러 연구를 수행하고 있으며, 매년 다수의 논문과 특허를 출원하고 있습니다. 최근에는 난자의 DNA 손상과 복구 기전에 대한 연구도 활발하게 진행하고 있습니다.

● 하나의 연구를 진행하는 과정은 어떻게 되나요?

MBDR에서는 단순히 연구를 진행하기보다는 한 명의 연구자로 거듭나는 것을 목표로 연구를 진행하고 있습니다. 모든 연구의 기초가 되는 논문 조사를 시작으로 주기적인 랩 미팅을 통해서 본인만이 아니라 다른 사람들의 연구 분야에 대해 공부하고, 그런 지식들을 바탕으로 새로운 것을 밝혀내려고 노력하고 있습니다.

저희 연구실은 일반적인 생물학 연구실과 달리, 난자라는 특수한 모델 시스템을 사용하기 때문에 연구과정도 조금 특이합니다. 난자는 보통의 세포와 달리 배양이 안되기 때문에, 매번 생쥐에 호르몬을 주사해서 채취해야 합니다. 그리고, 난자는 투명대라는 당단백질로 둘러싸여 있어서 일반적인 방식으로는 유전자를 포함한 외부물질을 세포 안으로 전달할 수 없습니다. 그래서, 저희 연구실은 미세주입(micro injection)이라는 방식을 사용하고 있는데, 이 기술은 굉장히 어렵고 오랜 숙련기간이 요구되는 일입니다. 이처럼 난자를 가지고 실험을 하는 게 다소 어렵지만, 그만큼 재미도 있습니다.

▲ micro injection 기기와 실제 실험 사진

● MBDR 자랑 부탁드립니다.

연구실 분위기가 아주 자유롭습니다. 교수님이 평소 자유롭고 활기찬 분위기에서 좋은 연구가 진행될 수 있다는 생각을 가지고 계셔서, 연구실원들 모두 자유롭게 연구실에 나와서 본인의 시간에 맞게 효율적으로 연구를 진행합니다. 시간에 대한 제약이 없어서 출퇴근도 자유롭습니다.  연구실 자체에 미세주입기기와 다양한 이미징 장비들을 보유하고 있어서 본인이 해보고 싶은 다양한 연구를 연구실 내에서 수행할 수 있습니다. 교수님께서 학생들의 아이디어를 존중해 주고 디스커션도 많이 해줘서 배우는 게 많은 것 같습니다.

연구실에서 주로 사용하는 모델 시스템이 난자와 배아이기 때문에, 졸업 후 관련 분야로 취업하기가 용이합니다. 불임이나 난임 관련 분야는 특히나 전문적인 훈련을 거치지 않은 사람들은 잘 뽑지 않고, 관련 분야 연구 경험이 있는 사람만을 뽑습니다. 특히나, 연구실에 들어오게 되면 누구나 미세주입(microinjection) 기술을 배우기 때문에, 졸업 후 이 분야로 진출이 쉽습니다. 실제로 연구실 선배들 중 다수가 불임전문 클리닉에서 일을 하고 있습니다.

● MBRD에 들어가려면 어떻게 해야 하나요? 어떤 자격이 필요한가요?

난자의 경우에는 배양이 불가능하기 때문에 매번 쥐로부터 얻어내야 합니다. 그 과정이 숙달되기까지는 사람마다 다르지만 꽤나 시간이 필요하고, 고된 시간일 것입니다. 그러한 이유로 학부생들에게 오픈하기는 쉽지 않지만 본인이 연구자로서 뜻이 있는 사람이라면 그 기술과 시간들이 본인의 능력치로 오롯이 돌아가니 진지하게 고민해 보면 좋을 것 같습니다.

그 외적으로 필요한 것이라면 기본적인 분자생물학과 세포생물학에 대한 이해를 위해 관련 과목들을 수강하시는 걸 추천합니다.

● 연구원들에게 해주고 싶은 말.

힘들 것을 예상하고 오더라도 그것보다 더 힘들어서 그만두고 싶다는 생각이 들 수도 있습니다. 본인의 능력에 대해 수없이 의심하고 실패하고 벽에 부딪히는 기분을 자주 느낄 것입니다. 하지만 그 어려움들이 모여서 눈에 띄게 성장하는 본인을 마주할 수도 있습니다. 본인이 연구에 뜻이 있다면, 한 번쯤 문을 두들겨보면 좋을 것 같은 곳이니 관심이 생기신다면 주저하지 마시길 바랍니다.

코로나로 인해서 단절되어 가는 사회 속에서 이렇게 연구실 외부와 연결되는 기회가 생겨 좋은 것 같습니다. 인터뷰로 인해 새로운 좋은 동료로서 마주하게 된다면 좋을 것 같네요. 읽어 주셔서 감사합니다.