식중독균 신속 진단기술 개발한 심원보 교수
농업생명과학대학 농화학식품공학과 심원보 교수팀은최근 장염 비브리오균과 같은 식중독균을 현장에서 신속(1시간 이내)하게 진단할 수 있는 분자 진단기술을 개발했다. 이는 설사, 구토를 동반하는 위장염을 일으키는 식중독 세균인 장염 비브리오균(Vibrio parahaemolyticus)을 1시간 이내 육안으로 측정이 가능한 기술 개발로, 세계보건기구(WHO)가 비브리오균에 대한 엄격한 안전관리지침을 마련하고 있어 연구결과가 더욱 주목되고 있다.우리 대학교에서 석사와 박사를 모두 거친 심원보 교수를
연구실에서 만나보았다.
Q.식중독균인 장염 비브리오균을 신속하게 진단할 수 있는 분자 진단기술 개발 연구결과가 바이오센서 분야 세계 최고 권위지인《바이오센서 및 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)》 온라인판에 게재되었습니다. 소감 한 말씀 부탁드리겠습니다.
먼저 이번에 연구 결과를 바이오센서 분야에서 최고 권위지인 《바이오센서 및 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)》에 발표할 수 있게 되어서 개인적으로도 굉장히 기쁩니다. 또한, 저의 첫 박사과정 학생이 석사과정부터 실험해 온 결과를 바탕으로 논문을 작성할 수 있었던 것에 대해서도 매우 기쁘게 생각합니다. 이번에 우리 연구팀이 발표한 논문은 식중독균의 일종인 장염 비브리오균(Vibrio parahaemolyticus)을 현장에서 1시간 이내로 신속하게 분석할 수 있는 진단기술에 관한 내용입니다. 앞으로 추가적인 연구를 진행하여 현장에서 식중독균뿐만 아니라 최근 문제가 되는 아프리카돼지열병과 같이 조기 진단하여 방역해야 하는 감염병 등에 필요한 현장 조기 진단시스템의 구축에도 힘쓰고 싶습니다.
Q.《Food Chemistry》, 《Food Science and Biotechnology》과 같은 저널에 게재되었던 여러 논문에도 제1저자나 공동저자로 참여하셨는데요, 특히 이번에는 프로젝트 책임자로 인식되는 ‘교신저자’로 참여하셨습니다. 연구 총괄자로서 힘든 점은 없으셨나요?
이번에 발표한 논문 실험을 수행할 때 당시 석사과정 학생이 이런 말을 하였습니다. “교수님! 제 연구주제는 공상과학영화에서나 나올 수 있는 연구인 것 같아요! 결과도 나오지 않는데 다른 연구를 하고 싶어요.” 그 학생의 말에 “아직은 네가 실험 경험이 부족하니 실패를 하더라도 계속 실험을 해 보도록 해.”라고 격려하였습니다. 1년 반 동안 그 학생이 연구 때문에 스트레스를 받아 왔는데 어느 날 출장 중인 제게 그 학생이 전화해서 하는 말이 있었습니다. “교수님! 이제 실험 조건을 잡은 것 같아요. 결과가 너무 잘 나와요!” 그 말에 저도 정말 기뻤습니다. 연구하면서 가장 힘든 점은 불확실한 일에 대해 실망하고 좌절하는 학생들에게 계속해서 격려하고 동기 부여를 하는 일입니다. 믿고 따라오는 학생들보다는 따라오지 않는 학생들이 더 많습니다. 그런 부분이 가장 힘든 것 같습니다. 교수는 학생들이 연구결과로 행복해하고 열심히 하는
것을 볼 때 가장 행복한 직업인 것 같습니다.
Q.식중독균의 검출에 있어 전통적인 방법에 비해 신속성과 저비용의 장점을 가지고 있는 고리-매개 등온증폭법(LAMP,Loop-Mediated Isothermal Amplifi-cation)도 한계가 있습니다. 이번 연구가 어떤 원리로 LAMP법의 단점을 극복하고현장성과 정확성을 향상시킬 수 있었는지 설명 부탁드리겠습니다.
이번에 개발한 진단기술은 기존의 분자진단기술과 달리 현장에서 비색으로 확인할 수 있어 특별한 장치 없이도 육안으로 분석이 가능합니다. 이 연구의 핵심 기술은 특정 기질과 반응하여 색을 발생하는 새로운 형태의 DNA probe를 제작하였고, 이 DNA probe가 등온 증폭법의 일종인 Loop-Mediated Isothermal Amplification(LAMP)의 증폭 산물에 특이적으로 intercalation 되도록 하였습니다. LAMP 증폭 산물이 없는 경우에는 DNA probe는 유리 상태로 존재하게 되고 특정 기질과 반응하여 발색을 유도하게 됩니다. 이러한 기술을 통해 기존의 LAMP 기술에서 빈번하게 발생하는 위양성 결과의 보정까지 가능하였고, 결과를 비색을 통해 육안으로 분석함으로써 분석의 현장성, 선택성, 특이성, 민감도(수 CFU/g(ml))를 현저히 향상할 수 있었습니다.
Q.2015년부터 우리 대학교에 재직하시면서 2018년에는 학문연구·산학협력에서 탁월한 성과를 낸 연구자를 대상으로하는 ‘개척한림원’회원으로 선정되시기도 하였습니다. 지속적인 학문성과의 비결은 무엇이신가요?
비결이라고 할 것까지는 없지만 꾸준히 연구에 매진하는 방법밖에 없다고 생각합니다. 대학원 과정과 오랜 박사 후 연구원 생활을 해 오면서 연구가 저의 생활 대부분을 차지할 만큼 많은 시간을 연구실에서 보냈습니다. 이러한 연구 생활습관들이 우리 대학교에 재직하면서도 연구를 하는 순간마다 좋은 밑거름이 되었습니다. 연구 분야에서 블루오션 분야를 찾아내려면 그 분야의 논문을 모두 읽어보아야만 합니다. 그래야 연구되지 않은, 또는 연구가 되고 있지만 여전히 미흡한 분야의 연구가 무엇인지를 찾아낼 수 있습니다. 이 블루오션이 되는 연구 분야를 찾아내려면 하루하루를 성실히 채워 나가는 연구 생활습관들이 몸에 배어야 한다고 봅니다. 그리고 이것이 연구 실적으로 이어집니다.
Q.관련 연구 분야에 매진하고 있는 후학들에게 응원과 격려 한말씀 부탁드리겠습니다.
저의 연구실 대학원생의 일일 연구시간은 오전 9시에서 오후 9시까지입니다. 저의 연구실에 5년 동안 함께 해온 이정은 학생의 경우도 석사과정 초기에는 오후 7시만 넘어가면 눈꺼풀이 내려올 정도로 실험실에 적응하는 것을 힘들어했었는데요. 현재는 스스로 늦게까지 연구실에서 연구하는 날이 더 많습니다. 이러한 연구환경이 조성되다 보니 저의 연구실에 있는 대학원생들은 오후 9시까지는 연구실에서 연구 및 논문 작성을 하고 있습니다. 저는 훌륭한 연구자는 아니지만, 현재와 미래의 대학원생들도 이러한 연구 생활과 노력을 통해 좋은 연구자로 성장할 수 있다고 믿습니다.
