IT·BT 융합연구 조광현 교수의 학문적 열정 유방암 환자의 인구는 전 세계적으로 증가하고 있으며 국내에서도 서구화된 생활패턴으로의 변화로 인해 매년 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라 유방암 치료를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 한편 대표적인 암 억제 단백질인 p53은 세포의 이상증식을 억제하고 암세포 사멸을 촉진하는 단백질로 알려져 많은 과학자들의 연구대상이 돼 왔다. 암 환자에게서 빈번히 발견되는 p53의 돌연변이는 암세포의 발생 및 진행과정에서 p53의 기능 이상이 중요함을 시사한다. 미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 IT(정보기술)와 BT(생명기술)의 융합연구인 시스템생물학* 기반의 신개념 암세포 사멸 제어기술을 개발한 한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌공학과 조광현 석좌교수(曺光鉉, 45세)를 이달의 과학기술자상 2월 수상자로 선정했다.꼭 KAIST를 수석 졸업했다는 이유만은 아니다. 그의 학문적 열정은 대단하다. 그러나 그의 열정은 힘겹게 매달리는 스타일이 아니다. 즐기는데 있다. 즐거움이 있으면 쉽게 포기하지 않는 끈기와 열정이 생긴다. 그의 학문적 철학이다.연구에서 즐거움을 발견할 수 있어야 ‘이달의 과학기술자’ 2월 수상자로 선정된 조광현 KAIST 바이오및뇌공학과 석좌교수의 연구에 대한 철학도 바로 즐거움에 있다. 그가 일본의 유명한 수학자인 히로나카 헤이스케(廣中平祐)가 쓴 ‘학문의 즐거움’이라는 책을 좋아하는 것도 그런 이유다.“늦깎이 수학자로 수학분야의 노벨상인 필즈메달까지 받았던 이 천재수학자는 겸손하게도 학문을 대하는 태도를 다음과 같이 했다고 합니다. ‘내가 이 문제를 못 푸는 것은 너무나 당연하다. 그러다가 우연히 그 문제를 풀게 되면 나는 정말 운이 좋은 것이다’ 이와 같은 겸손한 자세는 제가 문제에 봉착했을 때마다 늘 용기와 위안을 주었죠” IT와 BT의 절묘한 조화조 교수의 업적을 요약하자면 IT와 BT의 절묘한 융합을 통해 신개념의 암세포 사멸 제어기술을 세계 최초로 개발한 것이다.“원래 세포에는 외부의 자극이나 신호를 받아들여 반응을 일으키기까지 일련의 신호를 전달하고 조절하는 복잡한 분자회로가 존재합니다. 암은 유전변이에 의해 이러한 신호전달회로에 변형이 생겨 세포가 비정상적인 증식을 반복하는 상태가 됨으로써 발생합니다.다행히 우리 몸의 세포에는 이와 같이 잘못된 세포증식 상태에 빠지게 될 경우 스스로 자폭하도록 하는 장치가 내재돼 있는데 암세포는 교묘하게 이런 세포사멸 신호회로마저 고장을 내도록 만듭니다”그러나 문제는 인체 세포내의 신호전달회로가 매우 복잡하게 구성돼 있어서 그 동작원리를 전통적인 생물학 실험과 직관적인 해석으로는 파악하기 어렵다는 데 있다. 이로 인해 항암제의 효과는 매우 제한적인 상황에 머물러 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 조 교수 연구팀은 복잡한 생체신호전달회로에 대한 수학모델을 개발하고 대규모 컴퓨터시뮬레이션 분석을 통해 동작의 핵심원리를 파악함으로써 효과적인 약물 타깃을 찾아내고 이를 실제 암세포 실험을 통해 검증하는 IT와 BT의 융합연구를 시도했다.시스템생물학은 21세기 생명연구의 새로운 패러다임 그러면 조 교수가 암세포 제어기술을 개발하는데 이용됐다는 융합연구방식인 시스템생물학(Systems Biology)이란 어떤 것을 두고 하는 말일까? 그리고 새롭게 등장하게 된 배경은 무엇일까?“생명현상은 생명체를 구성하는 어떤 특정한 하나의 인자에 의해 발생하는 것이 아닙니다. 생명체를 구성하는 여러 인자들의 복잡한 상호작용에 의해 유발되는 것이죠. 생명체의 근본적인 동작원리를 시스템 차원에서 규명하고 제어하기 위해 수학모델링과 컴퓨터시뮬레이션 분석, 분자세포생물학 실험기법을 융합해 접근하는 21세기의 새로운 생명연구 패러다임을 일컫는 말입니다.이러한 시스템생물학은 환자에 서로 다른 약물반응의 원리를 찾아내고 이를 토대로 맞춤의학을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 신약개발과 새로운 치료법에 혁신을 가져올 수 있어서 전 세계적으로 급부상하고 있는 신기술 융합학문이라고 할 수 있습니다.”어느 날 문득 찾아온 영감조 교수는 대학에서 박사학위를 받을 때까지 줄곧 전자공학을 전공한 공학자다. 암 제어기술을 개발한 것과는 동떨어진 기분이 든다. “어느 날 문득 제 몸을 생각해봤습니다. 인체도 매우 복잡하게 설계된 제어시스템이라는 것을 느꼈죠. 그런데 인체의 미시적인 세계가 공학적인 관점에서 연구된 적이 없다는 것을 알게 됐습니다. 그래서 생명현상에 관심을 가지고 분자생물학, 세포생물학, 생화학 등을 공부하기 시작했습니다.”바이오영감공학의 개척자 조 교수는 바이오영감공학을 개척한 학자이기도 하다. 이는 어떤 분야를 일컫는 걸까?조 교수는 시스템생물학을 연구하면서 생명시스템이 수많은 환경변화를 거치며 진화적으로 최적화된 설계원리를 갖추게 됐음을 발견하게 됐다고 한다.“그래서 이러한 발견들을 토대로 생명체의 동작원리로부터 영감(inspiration)을 얻어 아직 해결되지 않은 공학의 난제들을 지금까지와 전혀 다른 새로운 방식의 아이디어로 접근해 해결할 수 있겠구나 하는 생각에 착안하게 됐습니다.”열정의 불씨를 계속 이어준 시 ‘청춘’조 교수의 마음속에는 열정의 불씨를 이어가도록 해준 글귀가 하나 있다. 그건 바로 어느 전장의 노병이 그토록 좋아했다는 사무엘 울만의 ‘청춘’이라는 시에 나오는 말이다.“청춘은 인생의 어느 기간을 일컫는 것이 아니라 마음의 상태를 말하는 것이다. 우리 인간의 가슴에 강인한 의지, 풍부한 상상력, 불타는 열정이 남아 있는 한 팔십 세일지라도 영원한 청춘의 소유자자다” 조 교수는 이 글귀대로 영원한 청춘의 소유자로서 연구를 낙(樂)을 삼아 전념하고 있다.

IT·BT 융합연구 조광현 교수의 학문적 열정

기사입력 2015-02-06 05:51:24

[산업일보]

유방암 환자의 인구는 전 세계적으로 증가하고 있으며 국내에서도 서구화된 생활패턴으로의 변화로 인해 매년 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라 유방암 치료를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 한편 대표적인 암 억제 단백질인 p53은 세포의 이상증식을 억제하고 암세포 사멸을 촉진하는 단백질로 알려져 많은 과학자들의 연구대상이 돼 왔다. 암 환자에게서 빈번히 발견되는 p53의 돌연변이는 암세포의 발생 및 진행과정에서 p53의 기능 이상이 중요함을 시사한다.

미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 IT(정보기술)와 BT(생명기술)의 융합연구인 시스템생물학* 기반의 신개념 암세포 사멸 제어기술을 개발한 한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌공학과 조광현 석좌교수(曺光鉉, 45세)를 이달의 과학기술자상 2월 수상자로 선정했다.

꼭 KAIST를 수석 졸업했다는 이유만은 아니다. 그의 학문적 열정은 대단하다. 그러나 그의 열정은 힘겹게 매달리는 스타일이 아니다. 즐기는데 있다. 즐거움이 있으면 쉽게 포기하지 않는 끈기와 열정이 생긴다. 그의 학문적 철학이다.

연구에서 즐거움을 발견할 수 있어야

‘이달의 과학기술자’ 2월 수상자로 선정된 조광현 KAIST 바이오및뇌공학과 석좌교수의 연구에 대한 철학도 바로 즐거움에 있다. 그가 일본의 유명한 수학자인 히로나카 헤이스케(廣中平祐)가 쓴 ‘학문의 즐거움’이라는 책을 좋아하는 것도 그런 이유다.

“늦깎이 수학자로 수학분야의 노벨상인 필즈메달까지 받았던 이 천재수학자는 겸손하게도 학문을 대하는 태도를 다음과 같이 했다고 합니다. ‘내가 이 문제를 못 푸는 것은 너무나 당연하다. 그러다가 우연히 그 문제를 풀게 되면 나는 정말 운이 좋은 것이다’ 이와 같은 겸손한 자세는 제가 문제에 봉착했을 때마다 늘 용기와 위안을 주었죠”

IT와 BT의 절묘한 조화
조 교수의 업적을 요약하자면 IT와 BT의 절묘한 융합을 통해 신개념의 암세포 사멸 제어기술을 세계 최초로 개발한 것이다.

“원래 세포에는 외부의 자극이나 신호를 받아들여 반응을 일으키기까지 일련의 신호를 전달하고 조절하는 복잡한 분자회로가 존재합니다. 암은 유전변이에 의해 이러한 신호전달회로에 변형이 생겨 세포가 비정상적인 증식을 반복하는 상태가 됨으로써 발생합니다.
다행히 우리 몸의 세포에는 이와 같이 잘못된 세포증식 상태에 빠지게 될 경우 스스로 자폭하도록 하는 장치가 내재돼 있는데 암세포는 교묘하게 이런 세포사멸 신호회로마저 고장을 내도록 만듭니다”
그러나 문제는 인체 세포내의 신호전달회로가 매우 복잡하게 구성돼 있어서 그 동작원리를 전통적인 생물학 실험과 직관적인 해석으로는 파악하기 어렵다는 데 있다. 이로 인해 항암제의 효과는 매우 제한적인 상황에 머물러 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 조 교수 연구팀은 복잡한 생체신호전달회로에 대한 수학모델을 개발하고 대규모 컴퓨터시뮬레이션 분석을 통해 동작의 핵심원리를 파악함으로써 효과적인 약물 타깃을 찾아내고 이를 실제 암세포 실험을 통해 검증하는 IT와 BT의 융합연구를 시도했다.

시스템생물학은 21세기 생명연구의 새로운 패러다임
그러면 조 교수가 암세포 제어기술을 개발하는데 이용됐다는 융합연구방식인 시스템생물학(Systems Biology)이란 어떤 것을 두고 하는 말일까? 그리고 새롭게 등장하게 된 배경은 무엇일까?

“생명현상은 생명체를 구성하는 어떤 특정한 하나의 인자에 의해 발생하는 것이 아닙니다. 생명체를 구성하는 여러 인자들의 복잡한 상호작용에 의해 유발되는 것이죠. 생명체의 근본적인 동작원리를 시스템 차원에서 규명하고 제어하기 위해 수학모델링과 컴퓨터시뮬레이션 분석, 분자세포생물학 실험기법을 융합해 접근하는 21세기의 새로운 생명연구 패러다임을 일컫는 말입니다.
이러한 시스템생물학은 환자에 서로 다른 약물반응의 원리를 찾아내고 이를 토대로 맞춤의학을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 신약개발과 새로운 치료법에 혁신을 가져올 수 있어서 전 세계적으로 급부상하고 있는 신기술 융합학문이라고 할 수 있습니다.”

어느 날 문득 찾아온 영감
조 교수는 대학에서 박사학위를 받을 때까지 줄곧 전자공학을 전공한 공학자다. 암 제어기술을 개발한 것과는 동떨어진 기분이 든다. “어느 날 문득 제 몸을 생각해봤습니다. 인체도 매우 복잡하게 설계된 제어시스템이라는 것을 느꼈죠. 그런데 인체의 미시적인 세계가 공학적인 관점에서 연구된 적이 없다는 것을 알게 됐습니다. 그래서 생명현상에 관심을 가지고 분자생물학, 세포생물학, 생화학 등을 공부하기 시작했습니다.”

바이오영감공학의 개척자
조 교수는 바이오영감공학을 개척한 학자이기도 하다. 이는 어떤 분야를 일컫는 걸까?
조 교수는 시스템생물학을 연구하면서 생명시스템이 수많은 환경변화를 거치며 진화적으로 최적화된 설계원리를 갖추게 됐음을 발견하게 됐다고 한다.
“그래서 이러한 발견들을 토대로 생명체의 동작원리로부터 영감(inspiration)을 얻어 아직 해결되지 않은 공학의 난제들을 지금까지와 전혀 다른 새로운 방식의 아이디어로 접근해 해결할 수 있겠구나 하는 생각에 착안하게 됐습니다.”

열정의 불씨를 계속 이어준 시 ‘청춘’
조 교수의 마음속에는 열정의 불씨를 이어가도록 해준 글귀가 하나 있다. 그건 바로 어느 전장의 노병이 그토록 좋아했다는 사무엘 울만의 ‘청춘’이라는 시에 나오는 말이다.
“청춘은 인생의 어느 기간을 일컫는 것이 아니라 마음의 상태를 말하는 것이다. 우리 인간의 가슴에 강인한 의지, 풍부한 상상력, 불타는 열정이 남아 있는 한 팔십 세일지라도 영원한 청춘의 소유자자다” 조 교수는 이 글귀대로 영원한 청춘의 소유자로서 연구를 낙(樂)을 삼아 전념하고 있다.