암, 치매 등 인류의 건강수명을 위협하는 질병들과 코로나19 사태 등 새롭게 발생하는 치명적인 감염병들의 병인을 규명하고 치료법을 제시하기 위해 인공지능, 항암, 항바이러스, 감염, 미세먼지, 면역치료 등을 키워드로 생명과학과 의과학·의공학의 유기적인 공동연구를 수행하고 있는 지스트 연구센터의 이름은 무엇일까요?
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저희 연구실에서는 유전체학, 생명정보학, 시스템 생물학을 기반으로 단일세포 수준에서의 연구를 진행하고 있습니다. 질병은 하나의 유전자가 아니라 여러 유전자의 상호작용으로 발생합니다. 그래서 이를 시스템 전체의 관점에서 이해할 필요가 있습니다. 예를 들어 TV의 화면이 점점 커지면서도 화질이 개선되듯, 저희는 단일세포 유전체 기술을 통해 질병을 더 넓고 정밀한 시야로 바라보고 있습니다.
기존 연구는 조직 단위의 평균값을 보는 방식이었습니다. 반면 단일세포 RNA-seq이나 ATAC-seq은 개별 세포 수준에서 유전자 발현과 염색질 상태를 직접 관찰할 수 있습니다. 예를 들어 신장 질환 연구에서는 동일한 조직 내에서도 손상에 취약한 세포 아형과 그렇지 않은 세포를 구별할 수 있었고, 이는 새로운 치료 타깃을 제시하는 데 큰 도움이 되었습니다.
환자 유래 시료를 단일세포 수준으로 분석하면, 질환의 진행 과정에서 어떤 세포가 병리적 역할을 하는지 알 수 있습니다. 이 데이터는 환자별 위험도나 치료 반응 예측으로 이어지고, 궁극적으로는 개인 맞춤형 치료 전략 개발로 확장됩니다. 저희 연구의 궁극적인 목표 역시 이러한 임상적 연결에 있습니다.
저는 첨단 바이오의 본질을 데이터 기반의 정밀한 생명 이해라고 생각합니다. 단일세포 수준의 방대한 데이터를 분석하면 환자 맞춤형 진단과 치료가 가능해지며, 여기에 인공지능이 결합되면 치료 타깃을 더 빠르고 정확하게 찾을 수 있습니다.
이러한 변화는 단순한 기술 혁신을 넘어, 실제 환자의 삶의 질을 개선하는 데 기여하게 될 것입니다.
앞으로는 인간의 질병을 ‘개인 단위’가 아닌 ‘세포 단위’에서 이해하며 치료하는 시대가 올 것입니다. 단일세포 전사체, 공간 전사체, 장기 칩(Organ-on-a-chip) 같은 플랫폼이 결합되면, 가상 인체 모델을 이용한 신약 개발도 가능해질 것입니다.
나아가 개인의 유전·생체 정보를 모두 데이터화한 ‘휴먼 디지털 트윈(Human Digital Twin)’이 현실화된다면, 실제 사람 대신 디지털 인체에서 질환을 시뮬레이션하고 치료제를 테스트하는 진정한 맞춤형 의료가 가능해질 것입니다.
연구실에서 개발한 단일세포 분석 기술과 데이터 해석 도구가 학문적으로만 머무르기엔 아쉬웠습니다. 이 기술이 실제 질환 진단이나 신약 개발에 기여할 수 있다고 생각했고, 그 가능성을 실현하기 위해 아이온셀(Eyeoncell)을 창업했습니다.
현재는 정밀 의학 데이터 분석 솔루션과 차세대 진단 플랫폼 개발을 목표로 하고 있습니다.
가장 큰 어려움은 학문적 가치와 산업적 가치의 접점을 찾는 일이었습니다.
하지만 제약사나 임상의와 협력해 저희 기술이 실제 연구나 진단에 활용되는 모습을 봤을 때 큰 보람을 느꼈습니다.
연구실의 데이터가 환자 치료에 직접 도움이 된다는 사실만큼 값진 순간은 없습니다.
앞으로의 바이오 연구는 결코 혼자서는 완성될 수 없습니다. 저희 연구실도 AI 연구자, 의사, 통계학자 등 다양한 분야와 협력해 데이터 분석부터 임상 적용까지 함께하고 있습니다.
문제 중심으로 전공의 경계를 허물고, 개방적이고 유연한 협력 모델이 자리 잡는 것이 중요하다고 생각합니다.
한국 연구자들은 새로운 기술을 빠르게 습득하고 응용하는 능력이 뛰어납니다. 또한 국제 협력에 적극적이고, 유연한 사고를 갖고 있습니다.
특히 단일세포·멀티오믹스 분야는 아직 세계적으로도 초기 단계이기 때문에, 우리의 기술력과 협력 네트워크를 바탕으로 충분히 글로벌 선도 연구를 이끌 수 있다고 생각합니다.
첫째는 호기심, 둘째는 끈기, 셋째는 협업 정신입니다. 첨단 바이오 연구는 속도도 빠르고 어려움도 많지만, 끝까지 질문을 추적하고 함께 나아가는 태도가 있다면 반드시 성과를 낼 수 있습니다.
세포 수준에서 전사체와 후성유전체 지도를 완성해 정밀의학의 기반을 구축하는 것이 큰 목표입니다. 또한 연구 성과를 산업과 임상으로 연결해, 연구실의 기술이 실제 환자의 삶을 바꾸는 데 기여하고 싶습니다.
GIST는 규모는 크지 않지만, 그만큼 집중적이고 창의적인 연구가 가능한 곳입니다. 서로 다른 전공의 연구자들이 모여 아이디어를 교류할 때, 국제 경쟁력을 갖춘 성과가 나옵니다. 젊은 연구자들이 자유롭게 도전하고, 혁신적인 연구를 펼칠 수 있는 환경이 계속되길 바랍니다.
이번 인터뷰를 통해 첨단 바이오 연구가 실험실의 경계를 넘어 산업과 사회로 확장되는 과정을 직접 느낄 수 있었습니다. 데이터와 기술, 그리고 사람을 잇는 연구자 박지환 교수님의 여정은 GIST가 그려가는 정밀의학의 미래와 맞닿아 있었습니다. 앞으로 교수님과 연구진이 만들어 갈 새로운 혁신을 기대해 봅니다. 
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