세포소기관에서 재생의학까지, 바이오 혁신을 만드는 연구 현장

바이오메디컬헬스학부 백승훈 교수 세포소기관 연구실

  세포의 가장 작은 구조에서 시작된 연구가 재생의학이라는 미래로 확장되고 있습니다. 이번 7호 U-CULTURE 연구실 탐방에서는 울산대학교 미래엔지니어링융합대학 바이오메디컬헬스학부(의생명공학·바이오시스템 트랙)의 핵심 연구자이신 백승훈 교수를 만나, 세포소기관 연구가 어떻게 질병 치료와 재생의학으로 이어지고 있는지 이야기를 들어보았습니다.

■ 세포의 내부에서 생명의 원리를 찾다

  백승훈 교수 연구실은 세포소기관이 수행하는 기능과 그 조절 메커니즘을 규명하는 데 초점을 두고 있습니다. 미토콘드리아, 소포체, 오토파고솜 등 세포소기관은 에너지 생산과 물질 합성, 불필요한 구성 요소의 분해와 재활용을 담당하며, 세포의 항상성을 유지하는 핵심 역할을 수행합니다. 연구실은 이러한 세포소기관의 기능 변화가 세포와 조직, 나아가 개체 수준의 생리 기능에 어떤 영향을 미치는지를 심층적으로 분석하고 있습니다.

실험동물에 약물주사를 하는 모습

■ 두 축으로 진행되는 연구: 기능 조절과 줄기세포

  연구실의 연구는 크게 두 가지 축으로 진행됩니다. 첫째는 단백질 합성 개시 조절 인자의 인산화가 세포소기관 기능에 미치는 영향을 규명하는 연구입니다. 이를 통해 간세포, 근육조직, 혈액세포 등 다양한 조직에서 나타나는 생리적 변화의 원인을 마우스 동물 모델을 통해 분석하고 있습니다.

  둘째는 세포소기관이 줄기세포의 기능과 분화능에 미치는 영향을 규명하는 연구입니다. 줄기세포 배양과 분화 과정에서 세포소기관의 역할을 정밀하게 분석함으로써, 보다 효율적이고 기능이 향상된 줄기세포 확립을 목표로 하고 있습니다.

줄기세포(iPSC)에 배양액을 넣는 모습

■ 자가포식 연구로 연 질환 치료의 가능성

  최근 연구 성과 가운데 가장 주목할 만한 부분은 단백질 합성 개시 조절 인자에 의한 자가포식(오토파지) 활성 조절 메커니즘 규명입니다. 이 연구는 잘못 접힌 단백질로 인해 발생하는 유전질환과 신경퇴행성 질환의 새로운 치료 전략을 제시할 수 있는 중요한 단서를 제공했습니다. 해당 성과는 자가포식 분야의 세계적 학술지 Autophagy에 게재되었으며, 2024년 교육부 학술연구지원사업 ‘우수성과 50선’에도 선정되었습니다.

■ 연구실에서 성장하는 학생들

  백 교수는 연구 성과 못지 않게 학생들의 성장을 연구실의 가장 큰 보람으로 꼽았습니다. 연구실을 거쳐 간 석·박사 졸업생들은 국내 바이오 기업(HLB, Amicogen 등)은 물론, 미국의 유수 대학(University of Michigan, Indiana University 등)의 연구원으로 진출해 활발히 활동하고 있습니다. 학부생과 대학원생들이 연구 경험을 토대로 자신의 진로를 찾아 성장해 나가는 모습은 교육자로서 큰 보람이라고 말했습니다.

19호관 기초과학실험동에서 백승훈 교수 연구팀이 단체사진을 촬영하는 모습

■ 재생의학으로 향하는 다음 도전

  앞으로 연구실은 소포체 활성 조절이 줄기세포 기능과 분화능에 미치는 기전을 본격적으로 규명할 계획입니다. 이를 통해 분화 효율과 기능이 극대화된 고기능성 줄기세포를 확립하고, 장기적으로는 손상된 조직과 장기 재생을 위한 실질적인 재생의학 치료제 개발에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.

■ 전공을 꿈꾸는 학생들에게

  백승훈 교수는 바이오메디컬헬스학부(의생명공학·바이오시스템 트랙)를 선택한 학생들에게 “이 분야는 국내외적으로 빠르게 성장하고 있으며, 여러분에게 넓은 기회의 장을 열어줄 것”이라며 “끊임없는 호기심과 열정을 바탕으로 도전을 즐기며, 여러분의 연구가 인류의 건강과 의학 발전에 기여하길 기대한다”고 말했습니다.

[Editor's Note]

세포소기관이라는 미시적 세계에서 시작된 질문은 질병 치료와 재생의학이라는 거대한 미래로 이어지고 있습니다.
백승훈 교수 연구실의 연구 현장은 ‘기초 연구가 곧 혁신’임을 보여주는 생생한 증거입니다.