고등과학원 단백질 연구팀 이주영 교수 발표 예정
조수경camus0211@nate.com 고등과학원 단백질 연구팀인 이주영 교수팀이 우리나라 연구자로서는 처음으로 단백질 구조예측 학술대회에 초청되어 발표를 한다. 이 교수팀은 오는 26일부터 30일까지 미국 캘리포니아 퍼시픽 그로브에 있는 아실로마 컨퍼런스 센터에서 열리는 제7회 단백질 구조 예측 학술대회(CASP7 : Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction;이하 CASP 대회)’에 참가하여 고해상도 모델링에 대해 발표 할 예정이다. 이 교수팀은 ‘실험을 통하지 않고 순수계산방법만으로 단백질 구조를 밝혀내는 연구방법’을 평가하는 CASP 대회에 참가하여 금년에 전 세계의 200여개의 단백질 구조예측 팀 중에서 세계 Top 5 안에 드는 우수한 성과를 달성하여 이번 학회에 발표자로 초청되었다.
CASP 대회는 1994년부터 시작하여 매 2년마다 열리는 행사로, 동 학회에 초청되어 발표 하는 것은 단백질 구조를 연구하는 학자에게 큰 영광으로 여겨지는 세계적인 학술대회이다.
단백질 구조예측 연구는 난치병 치료를 위한 신약개발의 원동력이 될 뿐 아니라 생명현상의 열쇠를 쥐고 있는 최첨단 연구 분야이다. 이번 공식 초청강연을 계기로 앞으로 우리나라는 이 분야에서 세계적인 원천기술을 갖춘 나라로 인식될 것으로 전망된다.
CASP 대회는 조직위원회가 아직 실험으로 구조가 밝혀지지 않은 단백질의 서열정보를 인터넷(http://predictioncenter.gc.ucdavis.edu/)에 발표하면 전 세계의 연구그룹이 마감일 전에 그들의 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 단백질의 예측 구조를 학회에 제출하게 된다. 그 후 그 단백질의 정확한 실험구조가 단백질 결정학자 또는 핵자기공명 분광기사용학자 들에 의해 밝혀지면 예측구조와 실험구조를 비교, 평가하며 이를 발표하는 학회를 연말에 갖는다.
이번 학술대회는 올해 4월부터 등록을 받아 5월부터 8월 사이에 예측 결과를 마감일 안에 인터넷으로 제출하는 방법으로 진행되었으며, 참여한 팀 중 가장 정확하고 뛰어난 예측을 하였을 뿐만 아니라 참신한 방법으로 예측을 수행한 몇 개의 팀을 엄선하여 학술대회 초청 발표 자격이 주어졌다. 고등과학원 이주영 교수팀은 최근 이 팀들 중 하나로 선정되었다는 희소식을 이메일로 전해 듣고 학술대회 발표 준비를 서두르고 있다. 이 교수팀은 이 학술대회에 참가하여 이번 단백질 구조예측에서 시도한 새로운 방법을 소개하고 좋은 결과를 얻게 된 이유를 설명할 예정이다.
성공적인 단백질 구조예측은 신약개발을 통한 질병치료에 필요한 원천기술이다. 우리 몸에는 10만개 이상의 단백질 종류가 있는데 단백질이 자기 고유의 모양으로 있지 않고 다른 모양으로 변형되면 질병을 유발하게 되며 알츠하이머, 광우병, 파킨슨씨병 등이 그 예이다.
이러한 난치병 치료를 위해서는 단백질의 고유 모양과 변형된 모양을 밝혀내야 한다. 다시 말해 관련 단백질의 구조와 기능을 밝혀내야 한다는 것이다. 이러한 관련 단백질들의 구조와 기능을 알아내면 그 모양에 맞추어 단백질의 기능을 제어하는 작은 분자(small molecule)인 신약을 개발할 수 있다. 난치병의 경우 관련 단백질의 구조를 실험으로 구하는 것은 막대한 비용과 시간이 소요되므로 이와 같은 모델링에 의한 연구가 특히 더 절실히 요구된다.
단백질 구조예측은 기존 구조가 알려진 단백질과의 구조의 유사성 정도에 따라 3가지 분야(새로운 접힘 예측, 접힘 인식, 상동성 모형화)로 나뉘는데, 이번 CASP7에서 고등과학원은 ‘상동성 모형화’ 분야에서 이와 같은 우수한 성과를 내게 되었다. 난이도 면에서는 ‘새로운 접힘 예측’이 가장 어려우나 이는 정확도가 떨어져 질병 치료를 위한 신약을 개발하는데 즉각적으로 응용되기 어려운 단점이 있다. 그래서 이번에 이 교수팀은 정확한 구조예측이 가능하며 실용화 가능성이 가장 높은 ‘상동성 모형화’ 분야에 주력하여 구조예측을 하게 되었다. 이 분야는 이미 밝혀진 단백질 구조들의 데이타베이스를 이용해 단백질 구조를 보다 정확하게 예측하고자 하는 것이다.
고등과학원은 지난 2002년 제 5회 단백질 구조예측 대회에서 ‘새로운 접힘’ 분야에서 165개팀 중 18위의 평가를 받았고, 2004년 제6회 CASP 대회에서 같은 분야에서 181개 참가팀 가운데 12개 엘리트 팀 중의 하나로 선정되어 고등과학원 계산과학부의 연구능력이 세계적으로 인정받는 계기가 되었었다. 그리고 마침내 올해에는 세계 Top 5 안에 들어, 세계적인 권위를 자랑하는 단백질 구조예측 학술대회에서 초청 발표를 하게 되었다. 대회측은 특히 고등과학원 연구팀이 고해상도 모델링에서 기존결과를 뛰어넘는 우수한 결과를 내었다고 밝히고 있다.
단백질 접힘 문제와 같은 생명활동의 근본문제를 이해하기 위해서는 수학·물리·화학·계산 과학·생명정보학·전산과학 등 여러 지식을 필요로 하며, 학제간 연구수행 인력이 부족한 우리나라 현실에서도 고등과학원은 5년 반의 연구기간동안 괄목할 만한 연구 성과로 세계 정상 연구팀과 어깨를 나란히 하였고, 연구방향의 독창성과 경쟁력에서 그 가능성을 확인하게 된 것이다.
