[연구실 대표 취재] 시스템생물학 및 바이오영감공학 연구실

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6월 4일 월요일, 시스템생물학 및 바이오영감공학 연구실의 랩대표 강의룡 학생과 인터뷰를 가졌습니다.

Q. 연구실에 대해 간단히 소개 해주실 수 있을까요?

생명체를 구성하고 있는 수많은 분자와 세포들은 복잡한 상호작용을 통해 거대한 네트워크를 형성하며, 이러한 네트워크가 지닌 구조적/동역학적인 특성은 다양한 생체 현상의 원동력이 됩니다. 따라서 생명체 내부에서 일어나는 생체 현상에 대해 전체 시스템의 수준에서 접근한다면, 단위적인 수준에서는 밝힐 수 없었던 다양한 작동 원리를 밝힐 수 있습니다.

조광현 교수님께서 지도교수님으로 계신 저희 시스템생물학 및 바이오영감공학 연구실에서는 복잡한 생명현상을 전체 시스템적인 관점에서 분석하는 시스템생물학 연구와, 생체 네트워크에서 발견한 특성을 공학적 설계 과정에 응용하는 바이오영감공학 연구를 진행하고 있습니다. 좀 더 자세하게는, 크게 다음 다섯 가지 분야로 요약 할 수 있습니다.

(1) 암과 노화의 가역화 연구: 암과 노화는 오랜 시간 비가역적인 생명현상으로 여겨져 왔는데, 이를 가역화 할 수 있는 분자 타겟을 시스템생물학 연구를 통해 발굴하고 있습니다.

(2) 개인 맞춤형 암 치료 시뮬레이션 모델 구축: 암 환자의 개인유전체를 반영한 네트워크 모델을 구축하고, 시뮬레이션 분석을 통해 개인맞춤형 암치료기술을 개발하고 있습니다.

(3) 생체 네트워크의 분석 및 제어 연구: 생명체 시스템을 이해하기 위하여 생체 네트워크의 구조적/동역학적 특성을 파악하고, 이를 제어하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.

(4) 뇌신경망 네트워크의 제어 연구: 뇌신경망 네트워크를 시스템 차원에서 분석하고, 이를 제어하는 기술을 개발하여 뇌질환 치료를 위한 뉴로피드백을 구현하고자 합니다.

(5) 시스템생물학 기반의 바이오영감공학 연구: 시스템생물학 연구에서 발견한 생명현상의 원리를 공학적 설계에 응용하여, 기존의 난제를 해결하고 새로운 공학 시스템을 개발하고자 합니다.

Q. 구체적으로는 그 중 어떤 연구를 하고 계신가요?

여러 뇌영상 데이터를 기반으로 추출해낸 뇌신경망 네트워크를 네트워크 제어의 관점에서 분석하고 있습니다. 뇌신경망 네트워크가 현실의 다른 네트워크들과 제어적인 측면에서 어떠한 점이 유사하거나 다른지, 그리고 이를 제어하기 위해서는 어떠한 제어 전략을 사용해야 하는지에 대해 연구하고 있습니다. 향후 뇌신경질환의 정밀 치료와 인지 기능의 향상과 같은 분야에 제 연구 결과가 기여할 수 있을 것이라고 생각합니다.

Q. 연구실 졸업 후 일반적인 진로는 어떻게 되나요?

역사가 긴 연구실인만큼 졸업한 선배님들께서 다양한 분야로 진출해 계십니다. 정부출연연구소, 대학교, 연구기관에 재직 중인 선배님들도 계시고, 대기업의 헬스케어 사업부 또는 관련 벤처기업에서 활동하고 계신 선배님들도 계십니다.

Q. 연구실을 선택하게 된 계기가 있으신가요?

저는 학부 과정 중 광유전학을 이용하여 기억 간의 상호작용과 이와 관련 있는 뇌 영역들을 알아보는 연구에 참여한 경험이 있습니다. 전기생리학 및 행동 실험 데이터를 분석하는 것이 흥미롭기는 하였지만, 전체 뇌 시스템 수준에서 그 과정을 설명하기에는 많은 어려움이 있었습니다. 그러던 중 생명과학과의 시스템생물학과 전자및전기공학과의 자동제어공학을 수강하게 되었는데, 수업을 들으면서 이 분야들이 제가 가지고 있던 고민을 해결해 줄 것이라는 생각이 강하게 들었습니다. 그리고 학부 졸업 후 진학할 연구실을 탐색하는 과정에서 지금의 연구실을 알게 되었고, 연구실에서 진행하고 있는 연구들이 저의 관심사와도 잘 맞는다고 생각하여 진학을 결심하게 되었습니다.

Q. 연구실의 가장 큰 장점, 혹은 특별한 문화가 있다면 무엇인가요?

저희 연구실은 교수님과 다양한 전공의 연구교수 및 박사후연구원, 그리고 석∙박사과정 학생과 학부생들로 이루어져 있는데, 다양한 전공의 여러 구성원들로 이루어져 있음에도 불구하고 항상 화목한 분위기를 이루고 있다는 점이 가장 큰 장점이라고 생각합니다. 또한 연구 진행과 연구논문 작성에 있어서 교수님께 깊이 있는 세심한 지도를 받을 수 있을 뿐만 아니라, 실험실 선배들로부터도 유익하고 실질적인 도움을 받을 수 있어서 기존의 연구를 답습하는 수준에서 그치지 않고 보다 창의적이며 도전적인 연구활동이 가능합니다. 그 외에도 저희 연구실은 ‘연구는 치열하게 생활은 즐겁게’라는 랩훈에 맞게, 매년 두 차례 하계/동계 워크샵을 통해 서로의 연구 아이디어를 공유하고 있으며, 정기 등산과 송년회, 생일파티, 딸기파티 등의 행사도 함께 하고 있습니다.

Q. 연구실 생활에서 가장 힘들었던 순간은 언제였나요? 또, 극복한 방법은?

진행하던 연구가 잘 진행되지 않을 때가 가장 힘든 순간인 것 같은데, 가장 힘든 순간이자 가장 자주 맞이하게 되는 순간이기도 한 것 같습니다. 이를 해결하는 가장 좋은 방법은 규칙적인 생활습관을 갖고, 또 스트레스를 해소하는 자신만의 방법을 찾는 것이라고 생각합니다. 연구 경험이 풍부한 교수님/선배님들과 자주 이야기를 나누는 것도 좋은 방법이라고 생각합니다. 저는 주말을 이용해 짧은 자전거 여행을 다니거나, 영화를 보는 것으로 종종 스트레스를 해소하고 있습니다.

Q. 연구실 혹은 대학원 생활에서 가장 중요한 것이 어떤 점이라고 생각하시나요?

앞서 언급한 규칙적인 생활습관과 스트레스 해소를 위한 자신만의 방법을 갖는 것이 중요하다고 생각합니다. 연구를 진행하다 보면 처음 계획 했던 것보다 잘 풀리지 않는 경우가 많이 발생하곤 합니다. 이러한 어려움을 이기고 넘어서려면 관련된 연구 자료들을 꾸준히 학습하고, 막힌 부분에 대해 깊게 고민해야만 하는 것 같습니다. 규칙적인 생활습관을 통해 연구 주제를 고민할 수 있는 충분한 시간을 확보하고, 스트레스 해소를 위한 자신만의 방법을 통해 그 과정 중의 어려움을 극복해 간다면 충분히 성공적인 연구실 생활을 할 수 있다고 생각합니다.

Q. 마지막으로 연구실에 들어오고 싶은 학생들에게 남기고 싶은 말이 있으신가요?

IT와 BT의 융합 연구를 추구하는 저희 연구실은 시스템생물학 연구를 세계적으로 선도해 나가고 있는 국내 최초의 실험실이자, 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석과 실제 생물학 실험을 병행하여 연구하고 있는 국내 유일의 실험실입니다. 특히 이와 같은 융합 연구를 통해 생명 현상의 본질적인 동작원리를 규명하고, 더 나아가 이를 제어할 수 있는 방법을 개발 할 수 있으며, 이를 통해 정밀의학, 신약개발, 가상 임상시험 등 바이오산업 분야의 혁신을 주도하고 있습니다. 복잡한 생명현상을 전체 시스템의 관점에서 이해하고 싶고, 궁극적으로 이를 제어하여 생명과학의 난제를 해결해보고 싶다면, 저희 연구실과 함께 하는 것을 적극적으로 권해드립니다!

Interviewer : 장재선 (jaesonjang@kaist.ac.kr)