지난해 설립된 강원대학교 강원방사선융복합연구지원센터는 강원권역의 다학제적 융복합 연구자 네트워크 구축과 체계화된 연구장비 및 분석 지원을 통해 지역 발전과 학문적·산업적 신성장동력 창출에 기여하고 있다. 특히 최근에는 ‘2021년도 기초과학 연구역량 강화사업’ 연구 장비 구축지원과제 선정을 통해 국내 유일의 ‘극자외선 고분해능 마이크로 라만 분광기’ 도입을 확정하면서 R&D 역량을 더욱 강화하게 되었다. 본고에서는 “바이오-나노·소재-에너지 분야 연구 특화센터로서 동 분야의 One-Stop 연구 지원뿐만 아니라 장비 운용과 관련 융복합 연구 분야의 전문인력 양성에도 기여해 지역 기초과학을 선도할 수 있는 허브 연구기관으로 자리매김할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말하는 정영미 센터장을 만나 강원방사선융복합연구지원센터의 역할과 경쟁력에 대해 들어보았다.  

▶ 지역 기초과학 연구역량 강화를 이끄는 강원방사선융복합연구지원센터

  최근 건강과 복지에 대한 관심은 신산업 수요 확대로 이어지고 있고, 이에 따라 유·무기소재, 에너지, 농업, 환경, 바이오, 식품 기술과의 융합을 통해 첨단 소재와 제품을 개발하는 방사선 융복합 기술 개발의 필요성이 높아지고 있다. 그러나 방사선 관련 융복합 연구는 대학의 개별 연구실 단위의 소규모 연구 그룹이 수행하기에는 시설 구축과 기자재 운용에 대한 진입 장벽이 높기 때문에, 관련 핵심기술 개발은 더딘 실정이다.

  “강원권역의 경우에는 유일하게 강원대학교에 감마선 선원을 이용하는 방사선 조사장치가 설치되어 있지만, 연계 연구를 위한 반도체, 나노 소재, 생명과학 및 기초의학 연구 관련 장비가 학내에 산재되어 있어 유기적 연구를 수행하는 데 어려움이 있었다”는 정영미 센터장은 “이러한 어려움을 극복하고 방사선 융복합 연구를 효율적으로 추진하기 위해 강원방사선융복합연구지원센터를 개소하게 되었다”고 센터 설립 배경을 소개한다.

  강원방사선융복합연구지원센터는 지난해 6월, 강원대학교가 한국기초과학지원연구원 국가연구시설장비진흥센터(NFEC)가 지원하는 ‘기초과학 연구역량 강화 사업’에 선정되면서 설립되었다. 현재 센터에는 정영미 센터장(강원대학교 화학과)을 비롯해 분석화학, 생명과학, 의약학, 나노과학, 에너지과학, 인공지능 분야의 교수진 14인과 박사급 전문운영인력들이 다학제 간 융복합 연구를 수행하고 있다. 특히 센터의 가장 큰 강점으로는 연구 인프라를 꼽을 수 있다. 강원방사선융복합연구지원센터는 총 29점의 연구 장비를 집적하여 연구 목적과 분야에 따라 분광분석실, 바이오분석실, 나노·소재 특성 분석실 등 총 3개의 분석실(강원대학교 집현관)과 1개의 방사선 조사실(강원대학교 미래관)을 구축하였다.

  한편, 강원방사선융복합연구지원센터를 이끄는 정영미 센터장은 다양한 물질의 구조를 분광분석법을 이용하여 탐색하는 연구를 오랫동안 수행해 온 물리화학자이다. “제가 수행해 온 다양한 물리화학 연구에는 반도체, 이차전지 소재, 고분자, 나노물질 뿐만 아니라 생물체의 기본 구성 성분인 단백질과 기타 생체분자들을 추적하고 구조와 기능을 밝히는 연구도 포함돼 있었다”고 말하는 정 센터장은 “그러던 중 2014년 한국연구재단의 ‘원자력연구기반확충사업’에 선정되어 방사선 피폭 유무를 진단하는 분광학적 방법을 세계 최초로 개발한 것을 계기로 방사선 분야에 발을 들여놓게 되었다”고 말한다. 정 센터장은 그 후 2017년 동 사업으로 생물학적 방사선 조사기를 강원대에 도입하면서 본격적으로 방사선 관련 연구를 수행하게 되었다고 한다.

<센터구성원 사진>

<강원방사선융복합연구지원센터 구축 현황>

▶ 장비 활용지원에서부터 인력지원까지 One-Stop 지원

  정영미 센터장은 “우리 센터는 방사선 조사 실험부터 체계적인 분석까지 가능한 바이오-나노·소재-에너지 분야 연구 특화 센터”라고 소개한다. 이러한 이유에는 강원방사선융복합연구지원센터가 학교 및 지역 산업체에 방사선조사장비/이화학분석장비/생물학적 장비/에너지·재료 연구장비 등의 공동 활용을 통한 다분야 융복합 연구를 지원하고 있기 때문이다. 이와 함께 센터는 방사선 조사실, 분광연구실, 바이오분석실, 나노·소재 분석실 등에 최신 실험장비와 연구 인프라를 구축하고 방사선 생물학, 방사선 의학 연구 등 광범위한 방사선융복합연구를 진행하고 있다. 이러한 노력을 통해 센터는 국가 방사선 융복합 연구의 특화 기관 역할과 지역 산업체 연구 네트워크의 중심 허브 역할을 수행해 나가고 있다.

  특히 방사선에 의한 생체 영향 평가 및 생활 방사선에 대한 장기간 노출에 의한 생명현상을 연구하기 위하여 공명 라만 분광법을 활용한 세포와 분자 수준의 연구를 지속적으로 진행해 온 센터는 가시적인 연구성과를 도출하기 위해 국내에서는 유일하게 ‘극자외선 고분해능 마이크로 라만 분광기’ 도입을 확정했다. 이 장비는 ‘2021년도 기초과학 연구역량 강화사업’ 구축지원과제 선정을 통해 도입하게 되었다.

  “극자외선 레이저(244 nm)는 폴리펩타이드 내 아마이드 발색단으로부터의 라만 산란을 크게 향상시키는 것으로 알려져 있어 라만 분광학의 생물학적 시스템의 구조적 특성을 연구하는데 중요한 돌파구가 된 것으로 평가되는 장비로 이러한 고분해능 라만 분광 시스템을 국내에서는 본 센터가 최초로 도입하려고 한다”고 설명하는 정영미 센터장은 “향후 극자외선 고분해능 마이크로 라만 분광기를 이용해 방사선 조사에 의한 세포 내 산화 반응 연구, 저선량 방사선의 피부나 조직 침투 정량화, 특정 단백질의 세포 내 분포 및 이동 추적, 질병 진단 및 치료 모니터링 연구에 활용하고자 한다”고 덧붙여 말했다.

<방사선 융복합 바이오-나노·소재-에너지 분야 연구 특화 센터>

▶ 기초 연구에서부터 의료방사선까지 융합연구의 연결고리를 만들다

  현재 강원방사선융복합연구지원센터를 중심으로 도내 방사선 연구자들이 강원 방사선 생명과학 연구 클러스터를 구축하였고, 강원도의 주축 산업인 의료바이오 산업과 발맞춰 본 센터의 연구 및 기술개발도 활발하게 진행하고 있다. 강원도에서 이처럼 방사선융복합 연구가 활발하게 진행되고 있는 이유를 정영미 센터장은 “센터가 위치한 강원대학교는 춘천 캠퍼스 외에도 삼척과 도계에 캠퍼스가 있고, 각 캠퍼스에 연구 인력들이 방사선 관련 연구를 수행해 오고 있다”며 “특히 삼척은 동해안 원자력 발전소와 인접한 지역으로 지역 내 원전 관련 이슈와 지역민들의 보건 문제 등으로 방사선 연구에 대한 수요가 큰 지역이고, 도계 캠퍼스에는 의료용 방사선을 전문적으로 다룰 미래의 방사선기사들을 배출하는 방사선학과가 있다”고 말한다.

  방사선학 연구 인프라의 조성으로 강원도의 주축 산업인 의료바이오 산업과 연계된 융복합 연구가 확대되면서, 관련 연구 성과도 가시적으로 나타나기 시작했다. 정영미 센터장은 “센터 소속 연구원들은 2015년 방사선피폭판단법 특허와 관련 논문을 발표한 이후로 나노물질분석 연구, 방사선을 이용한 소재 구조 변화 연구, 항암방사선 연구 등에 관한 수백편의 학술 논문을 발표하고 있다”고 부연한다. 이러한 배경이 강원방사선융복합연구지원센터의 역할을 확대시켰고, 강원지역 내 방사선융복합 연구를 활성화시키는 초석이 되었다는 것이다.

  한편, 방사선 이용 분야 중 의료 분야에 대한 센터의 지원 활동에 대해 정영미 센터장은 “우리 센터에 구축된 장비들 중 생물학적 방사선 조사기와 모든 장비들은 방사선 분야 기초 의과학 연구에 중심이 되는 설비들”이라고 소개하며, “이러한 장비로 강원대와 한림대 의대 기초 교실에 계시는 교수님들의 방사선 관련 연구를 지원하고 있으며 향후 방사선 항암 치료의 효율성을 증진시키는 기초 연구도 계획하고 있다”고 덧붙여 말했다. 이와 함께 센터는 일상적으로 방사선 피폭에 노출 위험이 있는 원전 종사자들이나 방사선 관련 의료 종사자들이 의료 전문가의 참여로 인한 생체 샘플 채취 과정이나 기존의 진단 장비를 통한 장시간의 결과 도출 과정이 없는 비침습적이고, 비파괴적으로 방사선 노출에 대한 생체 손상을 실시간으로 모니터링 하는 고감도 분석기술을 개발하는 연구과제도 수행중이다.

  한국원자력의학원과의 인연에 대해 “한국원자력의학원은 우리 센터의 방사선조사기가 강원대에 구축되기 전에도 빈번하게 생체 방사선 조사를 위해 방문하여 연구를 수행할 수 있도록 도움을 주신 기관”이라고 말하는 정영미 센터장은 “센터 구축에 있어서도 여러 한국원자력의학원 관계자들의 도움을 받았으며, 현재에도 방사선의학연구소 박종국 박사님과 이재연 박사님은 현재 본 센터의 외부 자문위원으로 운영과 연구 진행에 조언을 주고 계신다”고 말했다. 특히 정 센터장은 앞으로도 한국원자력의학원 방사선의학연구소와 원자력연구원 첨단방사선연구소 등 방사선연구 전문기관과 긴밀한 협력을 기대하고 있다고 덧붙였다.

▶ 센터의 목표는 ‘지역 기초과학을 선도할 수 있는 허브 연구기관’으로의 자리매김

  강원방사선융복합연구지원센터는 바이오-나노·소재-에너지 분야 연구 특화센터로서 지역 발전과 신성장동력 창출에 기여하고 있다. 앞으로도 강원권역의 다학제적 융복합 연구자 네트워크 구축과 체계화된 연구장비 및 분석 지원을 통해 지역 발전과 학문적·산업적 성장동력을 창출하는데 더욱 노력하겠다는 정영미 센터장은 “우리 센터가 지역 기초과학을 선도할 수 있는 허브 연구기관으로 자리매김하기 위해서는 경제적 자립이 필요하다”며,

  “현재 한국기초과학지원연구원과 강원대학교에서 지원을 받아 운영하고 있지만 교내 외 타 기관 연구자들의 기기 이용을 통한 사용료 징수를 통한 운영비 마련 및 공동연구를 통해 도출된 연구 결과물의 사업화를 통해 센터의 자립을 앞당길 계획”이라고 강조한다. 이를 위해 센터는 ZEUS 시스템을 통하여 생물학적 방사선 조사기, 적외선 분광기, 고분해능 라만 분광기를 주장비로서 공동 활용 서비스로 제공하고 있으며, 올해 물질대사가스분석기, 액체크로마토그래피, 마이크로플레이트 리더기, 유전자증폭기, 세포관찰용 도립현미경 및 실체현미경, 고속냉장원심분리기, 세포계수기, 단백질 전기영동 장치, 배양기, 콜로니 계수기 등 장비에 대한 활용 서비스 또한 시작할 예정이다. 강원방사선융복합연구지원센터의 장비활용서비스를 효율적으로 이용하기 위해서는 홈페이지(https://www.zeus.go.kr/cloud?cloudId=202008061704)를 방문하거나, 센터소속 전담운영인력에게 이메일(krcrc@kangwon.ac.kr)로 문의를 통해 예약하고 사용할 수 있다. 끝으로 정 센터장은 “장비 사용뿐만 아니라 박사급 전담 연구 인력에게 분석 서비스 의뢰를 진행할 수도 있으며, 센터 소속 연구원들과 공동연구 제안의 기회도 열려있으니 관심 있는 연구자 분들의 많은 연락 바란다”고 덧붙였다.