방사선의학 웹진

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주 영 석   KAIST 의과학대학원

손 태 건   동남권원자력의학원

김 경 수   서울대학교병원 방사선종양학과

장 지 현   서울대학교병원 방사선종양학과

저널명

Cell Genomics

논문제목

Quantitative and qualitative mutational impact of ionizing radiation on normal cells

정상 세포에 대한 이온화 방사선의 정량적 및 정성적 돌연변이 영향

연구과제 수행 중 생긴 에피소드

연구과제 수행 중 발생한 에피소드 중 하나로, 오가노이드 배양에 필수적인 Wnt3a 조건배지를 제작하는 과정에서 겪은 일이 있습니다. 기존 세포주보다 일본 연구 그룹이 개발한 Afamin/Wnt3a 세포주에서 유래한 조건배지가 오가노이드 배양에 더 효과적이라는 것을 알게 되었습니다. 이를 사용하기 위해 2년짜리 자료이전 계약(Material Transfer Agreement, MTA)을 체결했습니다. 이때 일본 그룹은 이 조건배지를 비싼 가격에 상용화하고 있던 중이여서, 이는 이 세포주를 사용할 수 있는 기간이 2년이라는 의미였고, 그 안에 필요한 모든 실험을 완료해야 한다는 압박감을 느끼며 실험을 진행했습니다. 2년이 다되어 갈 때, 다행히 이를 대체할 수 있는 조건배지가 출시되었고, 덕분에 더 이상 시간에 쫓기지 않고 관련 연구를 계속할 수 있게 되어 한시름 놓았던 기억이 납니다.

본연구는 마우스 뿐만 아니라 인체 조직을 수집하여 오가노이를 만들어야 하는 내용도 포함되어 있었고, 특히  방사선치료 받은 부위의 조직을 얻는 것이 쉽지 않은 상황이었습니다. 여러 의료진의 노력과  협조를 얻어 연구에 필요한 조직을 잘 확보할 수 있었고, 소중한 인체 조직인 만큼 규정에 맞게  IRB 도 여러번 수정해 가며 연구를 진행한  경험이 기억에 남습니다.

방사선의 생물학적 반응에 대한 연구는 역사가 오래 되었지만, 저희는 오가노이드와 전장유전체 분석이라는 비교적 최신 연구 기법들을 활용하였기에, 논문 리뷰 과정에서 많은 우여곡절이 있었습니다. 연구가 최종적으로 출판되기까지 꽤 긴 시간이 걸렸고 리뷰어들에게 우리 연구 방법론의 의미와, 기존 연구와의 차별성을 잘 설명하여야 했던 상황이 있었습니다. 여러 어려움을 거쳐 좋은 결과를 얻을 수 있어 다행스럽게 생각합니다.

연구과제 수행 중 보람되었던 일

이 프로젝트는 총 33명의 연구원이 참여하고 6개 이상의 관련 기관이 관여한 대규모 프로젝트였습니다. Organoid culture, Radiation Exposure, Genome Sequencing 등 다양한 연구기법들이 모여서 나올 수 있는 결과였습니다.  오랜 시간 준비한 대작이었죠. 참여 연구진의 전공도 다양하고 맡은 역할도 각기 달랐지만, 긴 준비 과정에서 모든 참여자들이 적극적으로 협조하고 노력하여 하나하나의 허들을 넘어설 수 있었습니다. 이 과정을 통해 진정한 협업과 융합을 실천할 수 있어 매우 보람되었습니다.

이 분야로 진학하려는 후배들을 위한 조언

다들 알고 있는 사실이지만 여전히 중요한 것은, 먼저 기본 지식을 견고히 다지고 실험 기술을 꾸준히 연마하는 것입니다. 어려움에 부딪힐 때는 포기하지 않고 끈기를 갖고 계속 도전하는 마음가짐이 필요합니다. 또한, 연구는 혼자서만 진행되지 않으므로 팀워크와 협업 능력을 키우는 것이 중요합니다. 또한 최신 생물학 및 의학 연구는 매우 빠르게 발전하고 있어, 이를 주시하고 계속해서 학습하며 발전하는 자세가 중요하다고 생각합니다. 마지막으로, 자신만의 목표와 비전을 가지고 열정적으로 노력하는 것이 성공을 이루는 길일 것입니다.

연구활동 관련 계획

우리의 연구는 이번 연구를 출발점으로 삼아, 앞으로도 방사선의 인체 영향에 대한 연구를 지속할 것입니다. 구체적으로는 방사선 종류 (입자선/엑스선) 및 선량 (초저선량 및 초고선량률) 에 따라 달라지는 돌연변이 시그니처를 연구할 것입니다. 또한, DNA 수복 기작에 작용하는 유전자의 변이가 있는 세포에서의 방사선에 의한 영향을 연구함으로써 발암기전을 규명하는 연구도 진행하고 있습니다. 이는 결국, 안전하면서도 효과 적인 방사선 치료 기술을 발전시키고, 암에 대한 이해를 높이는데 기여할 것으로 생각하고 있습니다.