▲ KAIST 조광현 교수

미래창조과학부와 한국연구재단은 IT와 BT의 융합연구인 시스템생물학 기반의 신개념 암세포 사멸 제어기술을 개발한 한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과 조광현 석좌교수(曺光鉉, 45세)를 이달의 과학기술자상 2월 수상자로 선정하였다.

시스템생물학(Systems Biology)이란 생명현상이 어느 하나의 요인에 의해 발생되는 것이 아니라 생명체를 구성하는 여러 인자들의 복잡한 상호작용에 의해 유발되는 것임에 주목하고, 생명체의 근본적인 동작원리를 시스템 차원에서 규명하고 제어하기 위해 수학모델링과 컴퓨터시뮬레이션 분석 및 분자세포생물학 실험기법을 융합하여 접근하는 21세기의 새로운 생명연구 패러다임이다.

조광현 교수는 시스템생물학 연구로 유방암 세포의 사멸을 효율적으로 유도하는 최적의 약물 조합을 처음으로 발굴하고, 환자맞춤형 치료에 응용할 수 있는 융합원천기술을 개발한 업적을 인정받았다.

다양한 암 발생에 관여하는 대표적인 암 억제 단백질인 p53은 세포의 이상증식을 억제하고 암세포 사멸을 촉진하는 단백질로 알려져 전 세계적으로 많은 과학자들의 연구대상이 되었다. 그러나 p53이 처음으로 발견된 지 30여년이 지난 지금도 임상실험에서는 기대와 달리 효과가 미미하거나 부작용이 나타났다. 이는 p53의 세포내 기능이 복잡한 신호전달네트워크 속에서 다양한 양성 및 음성 피드백(positive and negative feedback)에 의해 조절되므로, 기존 생물학의 실험적 접근방식만으로 파악하는데 한계가 있었기 때문이다.

이에 조광현 교수는 IT를 BT에 접목하여, 방대한 p53 신호전달네트워크의 복잡한 기능조절과정을 시스템생물학적 접근으로 네트워크 차원에서 분석하여, p53의 동역학적 변화와 기능을 밝혀냈다. 조 교수는 수많은 피드백으로 복잡하게 얽혀 있는 p53 신호전달네트워크의 다양한 변이조건에 따른 대규모 컴퓨터시뮬레이션 분석을 통해 p53의 동역학적 특성과 기능을 결정하는 핵심조절회로를 발견하고, p53의 동역학적 특성 변화에 따라 세포의 운명도 달라질 수 있음을 규명하였다. 또한 이 핵심조절회로를 억제하는 표적약물과 기존의 표적항암제를 조합하는 경우, 뉴트린만으로 처리하였을 때 보다 유방암 세포의 사멸율이 매우 효과적으로 증대된다는 사실을 발견하였다.

이 외에도 조광현 교수는 IT 융합기술을 인체질환과 관련된 여러 생체신호전달네트워크에 적용하여 다수의 핵심원리를 규명하였고, 새로운 제어기술들을 개발하였다. 생체 스트레스반응 신호전달, 심장근육세포의 생존․사멸 신호전달 및 대장암 조직의 증식 신호전달에 숨겨진 조절과정들을 규명하고, 이를 제어할 수 있는 신기술들을 개발하였다.

조광현 교수는 IT와 BT의 융합연구인 시스템생물학을 처음으로 개척하고, 최근 3년간 네이처, 사이언스, 셀의 자매지 등 세계적으로 권위 있는 과학저널에 34편의 논문을 발표하는 등 지금까지 140여 편의 논문을 우수한 국제저널에 게재하였다. 이밖에도 시스템생물학 교재를 저술하고, 국제학술백과사전(Encyclopedia of Systems Biology)을 편찬하는 등 다양한 학술업적을 이루었다.

조광현 교수는 “새로운 융합연구를 하다보면 종종 난관에 봉착하게 되는데, ‘이달의 과학기술자상’수상을 통해 다시 심기일전하여 도전하는 계기가 되었다”며, “앞으로 융합연구를 통해 학문의 경계에서 다양한 혁신적인 아이디어들이 창출될 수 있도록 미래창조과학부 등 정부의 적극적인 지원이 있기를 희망 한다”고 수상소감을 밝혔다.