1)바이오인포매틱스
첫번째는 바이오인포매틱스입니다. 오늘날은 기술융합의 시대입니다. 즉, 다양한 학문간의 경계가 허물어지고 여러가지기술들 이융합되고 있습니다. 인포매틱스는‘ 정보의과학’ (Science of Information)으로 정의됩니다. ‘생물정보학' 또는‘생명정보학‘으로 불리고 있는 바이오인포메틱스(Bioinformatics)는 생명과학(BT)과 정보기술(IT)이 융합(convergence)된 학문으로써 정보학의 중요한 응용분야로 부각되고 있습니다. 바이오인포매틱스는 생물학적인 문제들에대한 답을 구하기 위하여생물학 데이터를 수집하고, 관리하고, 저장하고, 평가하며 분석하는 정보기술로 정의합니다. 바이오인포매틱스는 다양한 학문과 기술들이 융합되어구성되는데, 기초생물학 및 응용생물학, 의학, 약학은 물론이고 수학, 통계학, 물리학, 화학, 공학등이 융합되고 있으며 그 응용대상은 생명과학 전 분야입니다. 최근 자동DNA 시퀀서, DNA 마이크로어레이, 이미지 분석기등과 같은 고속분석기기들이 대량으로 생물학적데이터를 생산해 내고 있습니다. 이외에도 분자생물학의 발달과 관련 생명과학기술의 발달은 고속탐색기술 (HTS: High Throughput Screening) 및 관련기기의 개발을 유도하여 다량의 생물학적 데이터를 양산하고 있습니다. 휴먼지놈프로젝트(HGP)를 비롯하여 다양한 지놈프로젝트에서 아주 정교하고 복잡한 실험실기술을 사용하였기 때문에 방대한 양의 DNA 서열 데이터가 생산되었고 또 현재도 생물학적데이터가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 바이오포매틱스의 가치는 다음과 같은 이유로 해서 시간이 갈수록 증가되고 있습니다. 외국도 시작단계이므로 우리나라는 생명과학과정보기술이 세계적수준에 이르러 있으므로 외국과 경쟁해볼 수 있는 분야이며, 더 나아가서는 우리나라가 경쟁우위를 확보할 수 있는 전략적인 분야입니다.
2)배터리
두번째 주제는 배터리에 관한 내용입니다. Energy materials 분야에서는 값싼 비용으로 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 물질을 찾는 것이 과제인데, 그 동안 꽤나오랫동안 연구해온 Li-ion 배터리의 경우 energy density를 높이는 것이 이미한계에 도달 했다고 보고 있습니다. 그래서 그대안으로 다른 battery systems, 예를 들어 Li-S 배터리나 Li-air battery등이 연구되고 있습니다. 최근 Nature Nanotechnology에 보고된 연구에 따르면, Li-S 배터리가 기존의 Li-ion배터리에 비하여 값도 싸고 더 친환경적이라고 합니다. 값이 싼 이유는 cathode material 인 sulfur가 싸기 때문이고, 친 환경적인 이유도 sulfur가 우리가 사용하고자 하는 물질의 형태로 지구상에 존재해서 특별히 더 가공할 필요가 없어서라고 합니다. Li-ion 배터리의cathode material 에는 Co나 Ni등이 들어가는데, 원하는 형태로 만드는 과정에서 여러가지 화학처리가 필요하다고 합니다. Li-S나 Li-air battery의 anode material은 금속 중에서 가장 가벼운 Li metal이어서 기존에 사용하던 Li-ion battery에 비하여 단위 무게당 에너지를 많이 저장할 수 있다는 장점이 있습니다. 반면에 Li metal은 반응성이 크기 때문에 충전과 방전을 반복하는 과정에서 일어날 수 있는 안정성의 문제가있습니다. 이를 보안하기 위해 현재 Li anode의 안정성을 높이기위한 연구들이 많이 진행되고 있습니다. 위에서 언급한 Nature nanotechnology에서는그 한가지 방법으로 최근 많이 연구되고있는 2차원 물질인 layered MoS2로 금속표면을 코팅하여 안정성을 높였습니다. 이와같이material분야에서는 값 싼재료로 좀더 효율적인 재료를 개발하는 분야가 지속가능한 발전을 위한 과학기술이 될 것입니다.
3)Drug Repositioning
세번째 주제로 저희는Drug Repositioning에 대해 토론하였습니다. Drug Repositioning이란, 임상에서 효과가 부족하여 실패한 약물 또는 시판되고 있는 의약을 다시 평가하여 새로운 약효를 찾아가는 방법입니다. 안정성이 어느정도 검증된 약물을 개발하기에 성공가능성이 높다고 말할 수 있습니다. 최근 거대제약회사들은 신약 개발비용의 증가와 신약들의 특허만료에 따른 수익성 악화로 말미암아 큰 위기를 맞고있습니다. 생명공학의 눈부신발전에도 불구하고 신약 개발에 필요한 연구개발 비용과 기간은 계속 늘어나고, 새로게 허가 받는 신약의 숫자는 오히려 감소하고 있습니다. 이러한 현상이 발생하는 이유는 새로운 약물타겟을 발굴 하기위해 초기 개발과정에 투자하는 비용이 증가하고, 약물의 안정 규정 강화에 따른 후기개발과정에서 실패하는 비율이 크게 늘어났기 때문입니다. 이 기술은 기존의 약물의 특성을 재 탐색하여 새로운 질병치료제로 쓰고자하는 시도입니다. 한 가지 약물이 한 가지 표적단백질만을 조절 하지 않고다른 표적단백질도 조절할 수 있다는 사실에서 시작됩니다. 실제로 체내에서는 투여한 약물이 타겟이 아닌 다른단백질에 붙어 약효를 나타내는경우가 많습니다. 현재 당면한 신약개발의 환경을 분석한다면 drug repositioning 분야는 개발 속도와 비용면에서 충분히 매력적인 분야입니다. Drug repositioning을 성공적으로 수행하기 위해서는 약물 스크리닝방식, 질병 모델의 적절성등이 매우 중요합니다. Drug repositioning 은 다국적기업에 비해 상대적으로 제약 개발환경이 열악하고 신약 개발경험이 적은 국내 제약 기업들이우선적으로 추구할 수 있는 신약 개발의 한 방법이 될수 있을 것입니다.
만남후기
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우선, 갑작스런 이런 모임에 흔쾌히 나와주신 UTD팀 멤버분들께 감사드립니다. 꼭 이런자리가 아니더라도 종종 모여 각자의 연구주제에 대해 이야기를 나누면 좋겠습니다. 서로 같은 분야는 아니지만, 우리가 생각하지 못한 새로운 아이디어를 얻을수 있지않을까요? 또 한번 이런자리를 마련해보도록 하겠습니다.
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항상 근처에 있어도 특별한 일이 없으면 잘 만나지 못하던 한국인 연구원 및 학생 분들을 만나 함께 식사를 하고 각자 하는 연구에 대해서도 들어볼 수 있었던 시간이었습니다.
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이번 코센데이를 통해 너무나 유익하고 필요한 시간을 보냈습니다. 공부와 연구를 하다보면, 남들과 소통없이 내 분야에만 국한되어 매너리즘에 빠져있는 나 자신을 발견할 때가 많이 있습니다. 그런 시점에 코센데이를 통해 만나기 쉽지 않은 다른 분야의 사람들을 알아가고 유익한 소통을 통해 유연한 생각을 할 수 있는 시간을 가졌습니다. 다들 바쁘지만 지속적으로 이런 만남을 통해 서로 동기가 되어주고 힘이 되어주고 나아가 좋은 네트워크를 쌓아가면 너무 좋을 것 같습니다. 이것이야 말로 지속 가능한 발전의 첫 단계라 생각합니다.
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이번 코센데이를 맞아 각분야의 대학원생 및 박사들과 뜻깊은 시간을 가졌습니다. 각 분야에 대한 연구내용 및 현재 각광받고 있는 연구를 얘기하였으며, 지속발전 가능한 과학기술에 대한 많은 정보교환을 하였습니다. 이번 코센데이처럼 각분야의 정보를 교환하고 토론할 수 있는 기회가 더 많았으면 좋겠습니다.
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먼저, 각 분야의 대학원생 및 박사들이 한자리에 모여서 지속가능한 발전을 위한 과학기술에 관해 토의할 수 있는 자리를 마련해준 코센에게 감사드립니다. 각 분야의 대학원생들을 만날수 있는 기회가 흔치가 않은데, 그들의 연구 주제를 들으며 토의함으로서 저의 연구에 관한 시야도 넓힐 수 있는 훌륭한 기회였습니다. 다시 한번 코센에게 감사드리며 앞으로도 이러한 만남의 장을 자주 열어 줄 수 있었으면 좋겠습니다.
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많은 한국인 학생 및 연구원들이 같은 학교에서 연구를 하고 있지만, 각자 바쁜 관계로 좀서럼 모임을 갖기 어려웠습니다. 비슷한 분야 혹은 다른 분야의 사람들과 자신들이 몰두하고 있는 연구의 의미와 어려움 등을 주제로 가볍게 이야기를 나누며 시야를 넓힐 수 있는 좋은 기회였습니다.