바이오인

 '이달의 과학기술자상' 2월 수상자 조광현 교수
- IT·BT 융합연구를 통한 신개념 암세포 사멸 제어기술 개발 -

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

* 시스템생물학(Systems Biology) : 생명현상이 어느 하나의 요인에 의해 발생되는 것이 아니라 생명체를 구성하는 여러 인자들의 복잡한 상호작용에 의해 유발되는 것임에 주목하고, 생명체의 근본적인 동작원리를 시스템 차원에서 규명하고 제어하기 위해 수학모델링과 컴퓨터시뮬레이션 분석 및 분자세포생물학 실험기법을 융합하여 접근하는 21세기의 새로운 생명연구 패러다임.
  o 조광현 교수는 시스템생물학 연구로 유방암 세포의 사멸을 효율적으로 유도하는 최적의 약물 조합을 처음으로 발굴하고, 환자맞춤형 치료에 응용할 수 있는 융합원천기술을 개발한 업적을 인정받았다. 
 
□ 다양한 암 발생에 관여하는 대표적인 암 억제 단백질인 p53은 세포의 이상증식을 억제하고 암세포 사멸을 촉진하는 단백질로 알려져 전 세계적으로 많은 과학자들의 연구대상이 되었다.
  o 그러나 p53이 처음으로 발견된 지 30여년이 지난 지금도 임상실험에서는 기대와 달리 효과가 미미하거나 부작용이 나타났다.
  o 이는 p53의 세포내 기능이 복잡한 신호전달네트워크 속에서 다양한 양성 및 음성 피드백(positive and negative feedback)에 의해 조절되므로,  기존 생물학의 실험적 접근방식만으로 파악하는데 한계가 있었기 때문이다. 
  
□ 이에 조광현 교수는 IT를 BT에 접목하여, 방대한 p53 신호전달네트워크의 복잡한 기능조절과정을 시스템생물학적 접근으로 네트워크 차원에서 분석하여, p53의 동역학적 변화와 기능을 밝혀냈다.
  o 조 교수는 수많은 피드백으로 복잡하게 얽혀 있는 p53 신호전달네트워크의 다양한 변이조건에 따른 대규모 컴퓨터시뮬레이션 분석을 통해 p53의 동역학적 특성과 기능을 결정하는 핵심조절회로를 발견하고, p53의 동역학적 특성 변화에 따라 세포의 운명도 달라질 수 있음을 규명하였다.
  o 또한 이 핵심조절회로를 억제하는 표적약물(Wip1 억제제*)과 기존의 표적항암제(뉴트린, nutlin-3**)를 조합하는 경우, 뉴트린만으로 처리하였을 때(10%가량)보다 유방암 세포의 사멸율이 매우 효과적으로 증대된다는(90%가량) 사실을 발견하였다.
* Wip1 억제제 : 생체 스트레스반응 신호전달 단백질인 Wip1의 탈인산화 효소 작용을 억제함으로써 그 세포내 기능을 저해하는 화학약물
** 뉴트린(nutlin-3) : p53을 분해하는 Mdm2 단백질의 기능을 억제함으로써 p53을 안정화시키는 항암약물
  
□ 이 외에도 조광현 교수는 IT 융합기술을 인체질환과 관련된 여러 생체신호전달네트워크에 적용하여 다수의 핵심원리를 규명하였고, 새로운 제어기술들을 개발하였다.
  o 생체 스트레스반응 신호전달, 심장근육세포의 생존·사멸 신호전달 및 대장암 조직의 증식 신호전달에 숨겨진 조절과정들을 규명하고, 이를 제어할 수 있는 신기술들을 개발하였다. 

□ 조광현 교수는 IT와 BT의 융합연구인 시스템생물학을 처음으로 개척하고, 최근 3년간 네이처, 사이언스, 셀의 자매지 등 세계적으로 권위 있는 과학저널에 34편의 논문을 발표하는 등 지금까지 140여 편의 논문을 우수한 국제저널에 게재하였다. 이밖에도 시스템생물학 교재를 저술하고(2014년도 대한민국학술원 우수도서 선정), 국제학술백과사전(Encyclopedia of Systems Biology)을 편찬하는 등 다양한 학술업적을 이루었다.

□ 조광현 교수는 “새로운 융합연구를 하다보면 종종 난관에 봉착하게 되는데, ‘이달의 과학기술자상’수상을 통해 다시 심기일전하여 도전하는 계기가 되었다”며, “앞으로 융합연구를 통해 학문의 경계에서 다양한 혁신적인 아이디어들이 창출될 수 있도록 미래창조과학부 등 정부의 적극적인 지원이 있기를 희망 한다”고 수상소감을 밝혔다. 

□ 이달의 과학기술자상은 산?학?연에 종사하는 연구개발 인력 중 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 발굴·포상하여 과학기술자의 사기진작 및 대국민 과학기술 마인드를 확산하고자 1997년 4월부터 시상해오고 있으며, 매월 1명씩 선정하여 장관상과 상금을 수여하고 있다.

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