서울대학교 생물물리 및 화학생물학과는 자연과학에 기반을 둔 물리학 및 화학 융합을 통해 생명 현상의 원리적 이해를 추구하는 신 융합 학문을 개척하고, 미래의 고급인력을 양성하고 있다. 2009년에는 교육과학기술부가 선정하는 세계 수준의 연구 중심대학 육성사업인 WCU사업에 선정되어 서울대학교 세포다이나믹스 연구사업단(김성근 단장/이하 사업단)이 출범했다.
세계 수준의 연구중심대학(World Class University, WCU) 사업은 미래 국가발전을 견인하기 위한 필수 분
김성근 단장은 “과학의 발전은 통합론적 원리에서 출발해 다체계적 복잡계로 나아가는 것이 기본적인 추세다. 수많은 획기적인 발견들이 자연과학의 학문 간의 경계분야에서, 학제 간 융합에 의해서 이뤄졌으며 이러한 추세는 미래과학의 지향점이라 일컬어지는 생명현상의 원리를 이해하고 새로운 발전의 돌파구를 제시할 것으로 보인다”고 말했다.
이에 사업단은 생명 현상을 물리학과 화학의 기반에서 근본 원리적으로 이해하고 세포 동력학을 분자차원에서 파악할 수 있는 획기적이고 지속가능한 연구기반과 연구 플랫폼을 제공하는 것을 목표로 연구를 진행하고 있다. 이를 위해 초융합적인 학제 간 복합체 생물물리 및 화학생물학과를 창설하고 운영 주체로서 국내 교수 9명과 국제적 석학 5명이 중심이 되어 세계적인 연구 중심 학과로 발전시키고 있다.
획기적인 미래기술 발전을 위한 통섭과 융합
21세기는 ‘생명과학의 시대’라 일컬어진다. 하지만 기존의 개별 학문적 접근 방식은 지극히 복잡한 생명현상을 이해하는 돌파구를 마련하고 획기적인 미래기술로 발전시키는 데에 한계가 있다. 특히 유전자지도가 완성된 이후 현대 생물학이 당면하고 있는 많은 난제들은 물리학, 화학에 기반을 둔 정량적 접근 방법의 개발과 응용을 요구하고 있다. 이에 사업단은 융합연구를 통한 세포다이나믹스 연구의 새로운 패러다임을 제시하고 혁신적인 미래기술을 개발하기 위한 연구를 수행하고 있다. 세포다이나믹스 연구의 3가지의 세부과제는 분자 수준의 세포신호전달 체계의 이해, 세포 에너지대사 네트워크 규명, 고감도 바이오센서 및 세포조절 기술의 개발 등이다.
대부분의 세포활동은 단백질-단백질의 상호작용이나 단백질-핵산의 상호작용을 통해 수행된다. 사업단은 이렇게 세포 내의 여러 물질들의 상호작용을 조절하는 새로운 인자들을 동정하고 이들의 생리학적인 역할을 규명함과 동시에 이를 이용한 바이오센서의 개발, 의약학적 활성물질의 검색, 나노패턴의 세포분화기술 등에 접목할 예정이다.
사업단의 연구 노력의 성과는 지속적으로 나타나고 있다. Taekjip Ha 교수가 2011 호암상의 과학상을 수상했으며, 홍승훈 교수 연구실에서 진행한 개의 코의 후각 수용체를 이용해 만든 인공 후각 센서의 개발에 대한 논문이 Analyst 표지논문으로 선정되었다. 이 연구실에서 진행한 인간의 미각 수용체를 이용해 만든 탄소나노튜브 기반의 인공 미각 센서는 국가과학기술위원회가 선정한 2011 국가개발연구 우수성과 100선에 소개됐다. 또한 이준호 교수의 연구팀이 꼬마선충 모델을 이용해 행동을 조절하는 신경회로망을 규명해 국내 유수 언론에 소개되었다. 이 교수는 지도학생과 조은희 교수와 함께 제작한 다큐멘터리 영화 ‘과학자로 산다는 것’에 출연하기도 했다. 뿐만 아니라 사업단 교수진의 다수의 논문(총 8건)들이 BRIC에서 한국을 빛내는 사람들 논문으로 선정되어 소개되는 성과를 거두기도 했다.
사업단은 WCU의 취지대로 해외학자 인건비 등 과도한 예산 지출을 막고 국제화된 연구 환경과 연구자 양성을 위한 계획을 수립해 성공적으로 진행하고 있다. 이에 한 단계 업그레이드 된 국제적 인지도와 높아진 국제협력연구의 가능성을 입증하고, 다음 단계의 글로벌 연구를 진행할 준비를 완료했다. 이로써 명실상부한 국내 기반 글로벌 사업단으로 도약할 것으로 기대된다.
