오지원 조교수
해부학교실
전장 유전체 연구의 결과들이 의학과 인간 개체를 바라보는 관점을 변화시킬 것 특이적인 질병 발생 근원을 Somatic Mosaicism 관점에서 함께 연구할 계획중점적으로 연구하고 있는 분야에 대해 소개해주십시오. 현재 저희 연구실은 인간의 발생 과정과 Mosaicism을 연구하고 있습니다. 기증된 시신에서 최적화된 세포 배양을 수행해 장기가 어떻게 생겨나는지, 전능성을 가진 세포가 발생 과정 중 언제, 어떻게 장기가 되는지, 그리고 이들 세포가 평생 동안 어떻게 변하는지 시신 유래 세포의 전장 유전체 분석을 통해 연구하고 있습니다. 굳이 하나의 키워드를 꼽자면 Somatic mosaicism이라고 할 수 있습니다. 2022년 연구실을 연세의대로 옮긴 후에는, 단순한 초기 발생 단계를 넘어 개체 수준에서 어떻게 장기가 만들어지는지, 그리고 이들 장기가 어떤 돌연변이로 인해 질병에 더 취약한지 연구 범위를 확장했습니다. 특히 각각의 세포들이 언제 운명이 결정되는지, 종양 세포나 질병 세포로 운명이 결정된 세포가 존재하는지, 이들 종양 세포가 어떤 trajectory를 거쳐 정상 세포에서 종양이 되고, 종양이 된 이후에도 어떻게 분화하는지 활발하게 확장해 연구하고 있습니다. 즉 시신에서 얻은 세포의 전장 유전체를 통해 인간의 전 주기 세포분열 발전사를 연구한다고 보시면 됩니다. 인간의 전 주기 세포분열 발전사라는 분야의 동향과 전망이 궁금합니다. 개인적으로 판단하기에 현재 이 학문 분야(Somatic mosaicism)는 이제 막 문이 열리고 있는 중이며, 현재 개체 내의 다양한 병리적 생리적 Cellular evolutionary marching을 Somatic mosaicism이라는 이름으로 해석하는 시도들이 나오고 있습니다. 따라서 현재 시점에서 후대에 회자될 중요한 논문들이 주요 저널(Nature, Science, Cell)에 발표되고 있고, 앞으로도 5년간 계속 나올 것이라 보고 있습니다. 운 좋게 저희 연구실도 2021년에 <네이처(Nature)>에 교신저자로 보고했고(Park, S., Mali, N.M., Kim, R. et al. Clonal dynamics in early human embryogenesis inferred from somatic mutation. Nature 2021, https://rdcu.be/c1iH2), 현재도 이들과 어깨를 나란히 하기 위해서 모든 연구원들이 함께 노력하고 있습니다. 감히 장담하자면 머지않은 미래에 현재 이 분야에서 나오는 결과들이 의학과 인간 개체를 바라보는 관점을 변화시킬 것이라 예상합니다. 즉 비용이 저렴해진 전장 유전체의 체성 돌연변이(Somatic Variants) 분석을 통해 다양한 질병들이 Somatic mosaicism이라는 테두리 안에서 설명되고, 질병에 대한 분석과 해석, 진단과 치료가 Mosaicism과 연계될 것입니다. 예를 들어 각 장기들은 몇 개의 초기 세포로 만들어지는지, 그렇게 만들어진 장기들이 왜 특정 자극과 환경에 취약한지, 왜 특정 부위에만 특정 질환이 호발하는지, 그리고 왜 Germline mutation을 가진 환자들이 특수한 위치에만 질병이나 암이 발생하는지 등에 대한 근원적 답을 구할 지식을 우리가 만들어낼 수 있다고 보고, 이에 대한 연구를 현재 수행하고 있습니다.(이미지 : 셔터스톡)현재 연구의 내용과 특징에 대해 설명해주십시오. 좀 더 구체적으로는 Whole Genome Sequencing을 기준으로 Wet과 Dry 실험 모두를 진행하고 있습니다. 현재 Wet 실험 쪽으로는 Single cell DNA sequencing, Long-read DNA sequencing(PacBio HiFi, Nanopore 등)과 같은 최신 분자생물학 실험과 시신 부검에서 진행되는 organoid, clonal expansion, LCM과 같은 세포 배양 실험을 수행하고 있습니다. 그와 동시에 전장 유전체 분석과 NGS 분석 등을 수행하는 Dry 실험을 연구실 내부에서 진행하고 있습니다. 따라서 하나의 연구가 어떻게 시작되어 어떻게 끝나는지를 우리 실험실 안에서 모두 살펴볼 수 있다는 장점이 있고, 각 분야 별로 다양한 분들과 협업할 수 있습니다. 게다가 저희에게 부족한 부분이 있더라도, 이 분야를 선도하는 미국 빅가이 랩들과 국내 최고 수준의 임상 교수님들과 다양한 공동 연구를 수행하고 있기 때문에, 현재 시점에서 중요한 질문이 무엇인지, 그 문제를 풀기 위해서 어떤 도구들이 존재하는지, 그리고 내가 할 수 있는 것은 무엇이고, 할 수 없거나 도움이 필요한 것은 무엇인지 다양한 프로젝트를 통해 배울 수 있다는 점이 저희 연구실의 장점인 것 같습니다.장기에 관한 연구라면 거의 모든 임상 의사들이 관심을 가질 법한데, 향후 다른 분야와 협업할 가능성이 있나요? 현재 시점에서는 연세의대의 다양한 임상 교수님들 및 기초 교수님들과 함께 다양한 장된에 관해 깊은 연구를 공동으로 수행하고 싶습니다. 예컨대 우리 실험실은 심장, 신장, 간, 피부, 전이된 종양, 혈액, 면역 세포, 뇌, 두경부, 내분비 기관, 위, 소장, 대장, 눈, 귀 등 기증된 시신의 모든 장기에 적용할 수 있는 실험 도구를 갖추고 있기에, 여러 교수님들의 임상 전공을 응용해 더 깊이 있는 연구를 수행할 수 있으며, 특이적인 질병 발생의 근원을 Somatic Mosaicism의 관점에서 함께 연구할 수도 있습니다. 관심 있는 분들은 언제나 연락을 주시면 감사하겠습니다.앞으로 어떤 계획을 갖고 계신가요? 당부하기는, 해부학을 더 이상 고전적인 학문으로 바라보지 않으면 좋겠습니다. 고전적인 눈으로 바라보면 해부학은 오래되고 발전이 없는 학문처럼 보일 수 있습니다. 특히 최신 기법을 활용하는 의과대학의 다른 과목과 비교하면 더 그렇겠지요. 하지만 새로운 관점으로 바라보면 해부용으로 기증된 시신은 동질성을 가진 한 사람의 다양한 조직과 이질적인 세포를 동시다발적으로 확보할 수 있는 유일한 통로를 제공합니다. 이렇듯 해부학을 새롭게 바라보면서 Mosaicism의 세상에 뛰어들어 함께 연구할 수 있기를 진심으로 기대합니다. 끝으로, 숭고한 희생정신으로 자신의 몸을 연구와 교육을 위해 기증하신 분들께 감사드립니다. 이분들의 기증이 헛되지 않게, 장기적으로 연세의대와 세브란스병원이 시신 연구를 통한 인간 발생학 연구의 새로운 중심지가 될 수 있도록 기초연구를 수행하는 의사과학자로서 최선을 다하겠습니다.오지원 교수 | 경북대 의대를 졸업하고, 면역학으로 의학석사를, 응용의과학-면역학으로 이학박사를 받았다. 2022년부터 해부학교실 해부-발생학 세부전공으로 조교수로 일하고 있다. 첨단진단예측 의료기술연구소 연구원(2007-2012), 경북대학교 병원 생명의학연구원 조교수(2012-2013), University of California, Irvine 박사후연구원(2013-2016), 경북대학교병원 모발이식센터, 경북대학교 의과대학 해부학교실, 경북대학교병원 생명의학연구원에서 조교수와 부교수로 재직했다(2016-2022). 정무 학술상(2016), 경북대학교병원 최우수학술상(2018), 대한민국 혁신기업 대상(2020), 경북대학교 의과대학 우수연구교수상(2018, 특별성과부문-Science, 2022, 특별성과부문-Nature)을 수상한 바 있다.
