생물물리학(Biophysics) 분야의 세계적 석학인 하택집 ES(하버드 의과대학 교수)가 경희대 의과대학에서 특강을 진행했다. 이번 특강의 주제는 ‘고해상도 기술을 통한 의생명 연구의 진보’였다.
경희대학교(총장 김진상) 의과대학이 5월 20일(수) 제1의학관에서 생물물리학 분야의 세계적 석학인 하택집 ES(하버드 의대 교수)를 초청해 특강을 개최했다. 이번 특강은 ‘고해상도 기술을 통한 의생명 연구의 진보(Advancing Biomedical Research through High Resolution Technologies)’를 주제로 진행됐다. 김진상 총장을 비롯한 교수와 학생들이 온오프라인으로 특강에 참여했다.
단일 분자 중심의 생물물리학 혁신 방법론
하택집 교수는 단일 분자 수준에서 생명 현상을 관찰·해석하는 기술의 개척자다. 하 교수는 수만 개의 분자를 평균적으로 관찰하던 과거를 넘어, 단 하나의 분자가 가진 움직임과 상호작용을 직접 들여다보는 생물물리학의 비전을 제시하며 두 가지 핵심 기술을 소개했다. ‘단일 분자 형광 에너지 전달(smFRET)’은 형광 물질을 단백질이나 DNA에 결합해 두 물질 간의 거리에 따른 빛의 색상 변화를 나노미터 단위로 실시간 추적하는 기술이다. ‘광학 집게(Optical Tweezers)’는 강력한 레이저 빛으로 미세 구슬을 포획하고, 여기에 단백질이나 DNA를 연결해 물리적 힘을 가함으로써 분자의 역학적 에너지를 측정하는 기술이다.
이날 강연에서는 ‘유전자 가위(CRIPR-Cas9)’의 고질적 한계인 ‘오프 타겟(Off-target, 비표적 절단)’ 부작용을 극복한 최신 연구 성과가 큰 주목을 받았다. 기존 방식은 무작위 절단 부작용과 자르는 타이밍을 알 수 없다는 한계가 있었다. 하 교수 연구팀은 레이저 포커싱을 통해 빛을 쬐어주는 순간에만 유전자 가위가 활성화되도록 제어하여 활성 분자 수를 대폭 줄였다. 또한 표적 위치 두 군데를 동시에 잘라내어 1시간 만에 80% 이상의 세포에서 원하는 유전자 결실(Deletion)을 유도하는 데 성공했다. 이는 암세포 DNA 복구 기전 규명과 난치성 질환 치료의 새지평을 열 것으로 기대된다.
이어진 질의응답에서는 하 교수는 생체 적용 한계를 극복하기 위한 다각적 협업이 진행 중이며, 2~3년 내 가시적 성과가 나올 것이라 전망했다. 또한 보스턴 어린이 병원과 협업해 환자의 혈액 내 미세 분자를 검사하는 차세대 진단 플랫폼 연구도 병행하고 있다고 밝혔다.
물리학과 출신으로 생물학 분야에 뛰어든 하 교수는 자신을 두 학문의 경계선에 선 ‘박쥐’에 비유하며, “양극단 사이의 팽팽한 긴장감과 경계선에서의 도전을 즐길 때 완전히 새로운 패러다임을 열 수 있다”라며 청중들을 격려했다.
