포스테키안

2021 봄호 / 알턴십

2021-04-19 75

우수한 인프라를 바탕으로 한 바이오 분야 산학 협력의 장 

포스텍 생명공학연구센터 PBC, 

그리고 바이오 오픈 이노베이션 센터 BOIC 

 

2021년 봄호, 산뜻한 한 해의 포문을 열며 ‘알턴십’ 코너 또한 첫 시작을 맞이했습니다. ‘알턴십’ 코너에서는 알리미가 교내외 연구소/기업의 ‘일일 인턴’이 되어 직접 체험해 본 이야기를 전해드리려 하는데요. 봄호 포스테키안, 알리미들의 첫 체험 연구소는 바로 포스텍 생명공학연구센터(이하 PBC, POSTECH Biotech Center), 그리고 바이오 오픈 이노베이션 센터(이하 BOIC, BIO OPEN INNOVATION CENTER) 입니다. 필자는 현재 생명과학과에 재학 중으로, 이번 봄 학기에 PBC에 있는 연구실에서 연구 참여를 진행하고 있습니다. 저에게는 너무나도 익숙한 공간이지만, PBC가 초면인 장준 알리미와 함께, 이 공간을 처음 간접 체험해 볼 여러분들의 시점으로, PBC와 BOIC의 이곳저곳을 새로운 마음으로 탐색해 보았답니다. 그렇다면 PBC와 BOIC이 어떤 곳인지, 여러분도 ‘일일 인턴’이 된 마음으로 함께 체험해 볼까요? 

 

# 산학 협력의 장, PBC와 BOIC 

PBC와 BOIC은 ‘산학 협력의 장’입니다. PBC와 BOIC는 우수한 연구 인프라와 연구 인력, 그리고 산업체 간의 긴밀한 협력을 추구하고 있습니다. 먼저 PBC는 2000년 설립 이래로 포스텍 바이오 분야의 인재 양성 및 핵심 연구 기관의 역할을 수행해 왔습니다. PBC에서는 ‘기초 과학’과 ‘응용과학’을 모두 수행하고 있는데요. 공간적으로도 지식을 창출하는 연구 공간과 이를 산업으로 연계하는 산업체들이 한 공간 안에 자리 잡고 있기도 하죠. 2020년도에 PBC의 동생, BOIC, 바이오 오픈 이노베이션 센터가 신설되었습니다. 이는 PBC가 추구하는 ‘바이오 분야 연구 기반을 통한 산학 협력 연구’를 더욱 원활하게 실현하고자 구현된 공간입니다. BOIC에도 10여 개의 바이오 벤처가 입주하면서 벤처 창업 보육 활동과 산학 간 협력이 더욱 확대되었습니다. BOIC은 Bio Open Innovation Center라는 이름답게 PBC의 유능한 연구 인력들이 창출한 연구 결과들을 ‘오픈 이노베이션’, 즉 신약 개발 등 산업적 영역까지 연계하는 역할을 하고 있습니다. BOIC은 PBC와 다리로 연결되어 있는데요. 이는 BOIC이 PBC와 수평적인 구조를 가지고 상호 간의 협력을 할 수 있도록 한 것입니다. 이렇게 PBC가 기초/응용 연구를 수행했다면 BOIC과 그 입주 회사들은 연구 결과들을 세상이 활용할 수 있는 형태로 옮기는 역할을 하는 것이죠. PBC와 BOIC, 이들은 궁극적으로는 ‘선순환 구조’를 목표로 하고 있습니다. 학계의 연구 결과를 통해 기업이 산업적 가치를 창출하고, 기업의 발전이 있다면 그를 또다시 연구에 투자하는. 연구실과 회사들이 함께 성장하는 종합 기관이라 표현할 수 있습니다. 

BPC, BOIC 다리가 나온 전경도 

 

# PBC 식물 배양실 

PBC의 식물 배양실은 식물 바이오테크 분야 연구에 최적화된 시설을 갖추고 있는데요. 자동화된 시스템을 통해 매 순간 적정 온도, 습도, 광도 그리고 24시간 중 16시간은 불을 켜고, 8시간은 불을 끄는 사이클 또한 유지되고 있는 공간입니다. 사수님께서는 애정 가득한 마음으로 “제가 다루는 소중한 실험 식물들이 자라나는 곳”이라고 표현하셨습니다. 또 “실험하다가 지치면 초록이들 보러 가기도 하고, 한쪽에는 교수님의 취미 생활인 먹고 남은 씨앗들 발아시켜 키우는 공간도 있는, 그런 소소한 일상이자 소중한 공간이에요”라고 자랑해 주시기도 했죠. 식물 배양실 일일 인턴으로서 가장 먼저 사수님의 매일의 일과인 식물 관리부터 수행했습니다. 식물 배양실에 들어가 보니 식물들이 좋은 환경이 자동으로 유지되는 공간에서 열심히 산소를 만들고 있어 그런지, 공기가 남달랐던 것이 인상적이었습니다. 물을 주고 농약을 주며 식물들을 보살피고 나니, 초면인 식물들에도 정이 생기는 느낌이었습니다. 이어서 사수님께서 진행하고 계신 연구와 관련된 ‘유전자 변형 꽃가루를 채취를 통한 교차율 측정 실험’을 함께 체험해 보았는데요. 실험 수행을 위해 활짝 핀 꽃의 꽃가루를 채취했고, PGM(pollen growth medium)라는 시약에 녹여 관찰 가능한 형태의 표본으로 만들어 관찰했습니다. 사수님의 연구실에서는 꽃가루에서만 형광단백질이 발현되는 식물을 개발해 이를 ‘교차율’을 측정하는 데 사용하고 있다고 합니다. 교차는 식물이 세대를 거듭할 때, 인접한 염색체의 일부 서열이 서로 섞여 유전자 다양성에 기여할 수 있는 한 요인인데요. 교차율이 높을수록 식물이 세대를 거듭할 때마다 유전자의 변이가 더 높은 확률로 축적될 수 있음을, 즉 유전적 다양성이 높을 수 있음을 의미합니다. 이때 유전적 다양성이 높으면 주변 환경 변화에서 생존할 확률이 높아지기에 농업적 활용 가능성이 큰 것이죠. 생명과학을 통해 꽃가루에서 형광 단백질을 발현하는 모델을 개발해 농업적으로 활용하는 연계까지. 정말 멋지지 않나요? 

 

 

# PBC 실험동물실, 그리고 동물 관리사 사수님의 하루 

PBC는 연구 센터와 연결된 분리된 공간에 ‘실험동물실’을 갖추고 있습니다. 분자 의약 및 면역 분야의 연구자들을 위한 우수한 환경을 지닌 공간이죠. 이때 실험동물(mouse)은 병원체 등의 외부 물질과의 접촉을 차단하는 환경에서 관리됩니다. 따라서 병원체들이 동물에 미치는 영향과 같이 면역학적 연구에 활용할 수 있는 것이죠. 따라서 동물실 출입 시에는 방진복과 장갑, 장화, 마스크 등을 착용하고, 에어 샤워 및 소독을 통해 실험 시설로 외부의 물질 유입을 최소화하고 있기도 합니다. 

실험동물실의 공간은 관리 환경 위생 등급, 또는 관리하는 동물들의 특성에 따라 여러 단계로 나뉘는데요. PBC는 우수한 SPF(Specific Pathogen Free) 시설, 즉 특정 병원성 미생물 부재 관리 시설, 그리고 GERM FREE(무균) 시설 모두를 갖추고 있는 것이 특장점입니다. 특히 2015년도에 오픈한 5층 동물실은 국내 최초로 무균 동물 시설(GERM FREE 시설)을 갖춘 동물 실험 시설이기도 합니다. 이때 SPF 시설은 병원성 미생물, 즉 질병을 일으킬 수 있는 외부의 감염 미생물을 차단하는 환경이고, GERM FREE 시설은 미생물이 실험동물 내부에도, 심지어 해가 없는 미생물조차도 없는 환경을 의미합니다. 특히 무균 mouse의 경우, 모든 병원체, 심지어 야생의 mouse가 갖는 장내 미생물 또한 갖고 있지 않은 모델입니다. 그래서 주로 장내 미생물 연구 등에 활용됩니다. 포스텍 및 PBC 내 생명과학 연구자들, 그뿐만 아니라 외부 연구자들까지 이 시설을 활용하고 있습니다. 

연구 참여를 수행하는 저 또한 이 공간과 실험동물들의 접근 권한을 가지고 있는데요. 적절한 교육을 받은 학부생들에게도 실질적인 연구 경험 제공을 위해 이 우수한 연구 인프라를 활용할 기회를 주십니다. 앞서 이야기했듯 환경이 엄격하게 관리되고 있는 만큼, 연구 참여, 인턴십 등의 자격을 갖추고, 동물 실험실 사용 교육을 받은 사람들만이 출입이 가능한 공간입니다. 덕분에 PBC가 초면인 장준 알리미는 들어오지 못해 잠시 저 혼자 인턴십을 수행하기도 했답니다. 그래도 교육을 받은 학부 연구 참여생에게도 활용 기회를 주신다는 것 자체가 학생을 믿어주시는 포스텍이기에 가능한 일이 아닐까 생각합니다. 

인턴으로서 동물실의 동물 관리사분들의 일상을 체험해 보았습니다. 철저한 외부 병원체 유입 방지를 위해 방진복 및 필요 장비들을 갖추어 입고 비로소 입장할 수 있었는데요. 가장 먼저 사수님의 주 업무인 동물들의 상태 확인을 위한 보정법(핸들링)을 배워보았습니다. 그리고 GERM FREE 시설에 입장하니 isolator, 즉 외부와 완벽하게 차단된 무균 공간들이 마치 우주 정거장처럼 배치되고 연결되어 있었습니다. Isolator 사용법을 익혀 직접 먹이도 주었죠. 무균 환경인 Isolator에 들어가는 사료와 물도 멸균해서 반입해야 하기에, 멸균을 위한 실린더 제작 과정까지 직접 배워 보았습니다. GREM FREE 시설의 Isolator들이 가득한 환경 자체가 굉장히 색다른 공간이었습니다. 또 저는 늘 실험자의 입장이었다면, 항상 그 뒤에는 체계적으로 실험동물을 관리해주시는 관리사분들의 노력이 있음을 인지하게 되었답니다. 

 

# BOIC 입주 기업 이뮤노바이옴, 그리고 PBC와의 협력 구조 

동물실 탐방을 마치고 다리를 건너 산학 협력의 현장, BOIC으로 건너갔습니다. BOIC에 입주한 이뮤노바이옴(IMMUNOBIOME)은 미생물을 이용해 면역 치료제를 개발하는 바이오 벤처 기업입니다. IMMUNOBIOME이라는 이름 또한 면역을 뜻하는 IMMUNO와 미생물을 뜻하는 BIOME을 결합한 단어이죠. 이뮤노바이옴의 CEO이신 임신혁 교수님께서는 PBC에 연구실을 두고 장내 미생물 연구 분야의 연구를 통해 장내 미생물과 면역질환의 상관성에 관한 새로운 지식을 규명해 오셨습니다. 이제는 그간 발굴해 온 연구 결과들을 바탕으로 질병 치료제를 만들고자 창업을 결정하셨고, 그 스타트업 기업이 바로 이뮤노바이옴입니다. 말 그대로 기초 연구를 통해 발굴한 지식이 세상의 빛을 볼 수 있도록 산업체와 연계되는 생생한 현장이죠. PBC와 BOIC간의 산학 협력구조를 잘 반영하고 있는 사례이기도 합니다. 

BOIC에 입주한 이뮤노바이옴(IMMUNOBIOME)은 PBC의 동물 실험실, 그중에서도 GERM FREE 시설을 가장 적극적으로 활용하는 기업 중 하나입니다. 인턴 체험 중 만나 뵌 연구 소장님께서는 “PBC에는 우리나라에서 가장 훌륭한 면역학 연구 인력과 인프라가 구축되어있어요. BOIC에 입주해 이를 적극적으로 활용하고, 함께 입주한 우수한 바이오 기업들과의 상호작용 등을 통해 신약 개발을 수행할 수 있는 최적의 장소라는 생각에 BOIC에 입주를 결정하게 되었습니다.”라고 말씀하시기도 했답니다. 

실제로 PBC의 실험동물실 GERM FREE 시설에서 반출한 실험동물을 이뮤노바이옴 내부 실험실로 데리고 가 이후 작업을 수행하십니다. 일일 인턴으로서 실험동물의 세포에 미생물을 처리하는 실습을 수행했는데요. 이를 통해 PBC의 연구 인프라를 적극적으로 활용해 가치를 만들어가는 상호 협력 구조를 직접 체험해 볼 수 있었답니다. 

 

# PBC와 BOIC 알턴십을 마치며 

PBC의 식물실, 실험동물실, 그리고 다리를 건너 BOIC 입주 기업 이뮤노 바이옴을 체험해 보고, 극저온 전자현미경이라는 핵심 장비에 대해서도 직접 눈으로 보고, 듣고 체험해 볼 수 있었습니다. 저는 늘 연구 참여생으로서 늘 제 연구 분야에 집중해 왔는데요. 알턴십을 진행하며 일일 인턴으로서 저에게 익숙했던 공간을, 그리고 다른 분들의 일과들을 체험해 볼 수 있어 색다른 기분이었답니다. PBC와 BOIC의 이곳저곳에서 생명 발전을 위한 연구의 최전방에서 노력해 주고 계신 모든 분처럼 저 또한 앞으로 더 자부심 가지고 임해야겠다며 자연스레 다짐하게 되었습니다. PBC, BOIC의 알턴십 진행을 위해 힘써주신 모든 분께 감사드리며 이만 글을 마치도록 하겠습니다. 

PBC와 BOIC의 이모저모, 알리미들의 일일 인턴 체험기는 5월 21일 공개됩니다! 

 

[참고자료]

포스텍 생명공학연구센터 

https://biotechcenter.org/index.html 

바이오오픈이노베이션센터 

https://biotechcenter.org/boic/index.html 

 

글. 생명과학과 19학번 25기 알리미 정채림 

알턴십 인턴. 생명과학과 19학번 25기 알리미 정채림 X 전자전기공학과 19학번 25기 알리미 장준