2026년 2월 — KAIST 박사 과정 학생, 임페리얼 칼리지 런던 바이오파운드리와 협업

KAIST 박사 과정 학생인 정상현 씨가 임페리얼 칼리지 런던에서의 연구 및 런던 바이오파운드리와의 협업 경험을 바탕으로 얻은 인사이트를 공유합니다. 한국-영국 공학생물학 연구 협력 사업의 일환으로, 정상현 씨는 임페리얼 칼리지 런던에서 연구 연수 과정을 이수하며 임페리얼 칼리지와 한국과학기술원 간의 연구 협력을 강화했습니다.

본 프로젝트는 다양한 돌연변이 서열을 포함하는 플라스미드를 구축하고, 무세포 시스템을 이용하여 그 활성을 비교함으로써 단백질 발현을 향상시키는 유전적 요소를 규명하는 것을 목표로 합니다. 그리고 유전적 요소와 기능을 우리가 아직은 완전히 이해하지 못하고 있는 스트렙토마이세스 같은 유기체를 기반으로 유용한 합성 생물학 도구를 제공하는 게 궁극적인 목표입니다. 특히, 런던 바이오파운드리와의 협력을 통한 고속대량 스크리닝은 본 연구의 핵심 기술 요소입니다.

DNA는 단 네 가지 뉴클레오티드로 구성되어 있지만, 이들의 조합으로 생성되는 생물학적 다양성은 우주의 팽창에 준할 만큼 엄청납니다. 임페리얼 칼리지 런던에서는 다음 단계로 이 방대한 유전자 풀에서 단백질 생산을 향상시키는 핵심 서열을 식별하고, 그 경향을 분석한 후 최적화할 계획입니다. 더 나아가, 이러한 결과가 무세포 시스템 뿐만 아니라 생체 내에서도 유효하다는 것을 입증해야 합니다. 또한, 선별 단계를 용이하게 하기 위해 기술을 반복하고 경험을 쌓아 무세포 시스템 자체의 내재적인 수율을 향상시킬 계획입니다. 앞으로도 흥미로운 도전 과제가 많이 남아 있습니다.

주최 기관에서는 시험관 내 스크리닝을 위한 무세포 추출물 준비 및 후속 DNA 분석 과정이 전반적으로 훨씬 더 큰 규모로 수행됩니다. 저는 일반적으로 비교적 작은 범위 내에서 특정 측면을 신중하게 최적화하는 데 초점을 맞춘 실험을 수행해 왔습니다. 하지만 여기서는 이전에는 접해보지 못했던 접근 방식, 특히 단백질 발현 전략에 필요한 특정 구성 요소의 최적 농도를 새롭게 규명하는 방법을 탐구할 기회를 얻었습니다. 이런 과정에서는 자동화와 고효율 장비가 꼭 필요하며, 이러한 첨단 시스템을 다루는 것은 매우 귀중한 경험이었습니다.

연구자로서 가장 보람 있었던 순간은 이 프로젝트를 시작할 때 주최 기관의 지도교수님과 논의했던 가설이 실험 결과를 통해 뒷받침되기 시작했을 때였습니다. 또한, 관련 분야에서 일하는 다른 사람들과 실험 기법을 배우고 공유할 수 있는 기회가 매우 좋았습니다. 이곳에서 그들과 함께 보낸 시간은 잊을 수 없는 추억으로 남을 것입니다.

저는 유의미한 생물학적 제품을 발굴하고 생산하는 분야에서 더 나아가 이러한 과정을 확장하고 자동화하는 분야에서 일하고 싶습니다. 저는 이 기술이 대학과 연구 기관, 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 활용될 수 있을 것이라 보고 있습니다. 임페리얼 칼리지 런던에서 얻은 경험은 앞으로 제 경력에 매우 중요한 자산이 될 것입니다.