Insight Issue
초파리 뇌를 촬영한 형광 현미경 이미지

GIST,
마이크로바이옴-체-뇌
연구의 새 장을 열다

IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단 및
융합신경생리학과 출범

GIST는 지난 2월 26일 오룡관에서 ‘IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단’ 현판식과 ‘GIST 융합신경생리학과’ 출범식을 함께 개최했다. 이번 출범은 마이크로바이옴, 신체, 뇌를 하나의 연결된 생명 시스템으로 바라보는 GIST의 연구·교육 기반이 본격화됐다는 점에서 의미가 크다.

몸은 어떻게 뇌와 대화하는가

우리는 배고픔을 느끼고, 포만감을 알아차리며, 때로는 유난히 단 음식이나 짠 음식이 당기는 순간을 경험한다. 일상적인 감각처럼 보이지만 그 안에는 몸과 뇌가 주고받는 정교한 신호가 숨어 있다. 장은 단순히 음식을 소화하는 기관에 머물지 않고, 몸 안의 영양 상태를 감지하며 장내 미생물과 상호작용한다. 뇌 역시 몸에서 올라온 신호를 바탕으로 행동과 대사, 호르몬 반응을 조절한다. 최근 생명과학은 뇌를 더 이상 뇌 안의 문제로만 바라보지 않는다. 뇌신경세포와 신경회로를 정밀하게 분석하는 연구를 넘어, 뇌가 신체 기관, 대사 상태, 면역 반응, 미생물 환경과 어떻게 연결되어 있는지를 함께 살피려는 연구가 확산되고 있다.

연구단과 학과, 함께 출범한 새로운 연구·교육 체계

GIST에 새롭게 문을 연 ‘IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단’은 이러한 연구 전환을 구체화하는 거점이다. 연구단은 몸이 영양소를 감지하고, 그 신호가 장과 뇌, 미생물의 상호작용을 거쳐 섭식행동과 대사 항상성, 호르몬 반응으로 이어지는 것을 탐구한다.

GIST는 연구단 출범과 함께 융합신경생리학과도 새롭게 열었다. 연구단이 장과 뇌, 미생물과 신체 생리의 상호작용을 밝히는 기초과학의 거점이라면, 융합신경생리학과는 그 성과를 교육과 인재 양성으로 이어가는 기반이다. GIST는 연구단과 학과의 긴밀한 협력을 바탕으로 섭식장애, 비만, 당뇨병, 노화 등 인류가 직면한 주요 생리 현상을 근본적으로 이해하고, 뇌와 신체 기관 사이의 연결 메커니즘을 체계적으로 규명하는 융합형 교육·연구 체계를 구축해 나갈 계획이다.

이번 출범의 의미는 GIST가 바이오 분야를 전략적으로 육성하고, 미래 뇌과학 연구의 변화에 대응할 연구·교육 기반을 마련했다는 점에서 주목할 만하다. 이러한 방향성은 출범식에서도 확인됐다.

초파리가 표지에 실린 Science 저널 커버

GIST는 2월 26일 오룡관에서 ‘IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단’ 현판식과 ‘GIST 융합신경생리학과’ 출범식을 열고, 연구단과 학과가 함께하는 연구·교육 체계의 출발을 공식화했다. 이날 행사는 연구단의 출범을 대내외에 알리는 동시에 이를 토대로 한 전문 인재 양성을 본격화하는 자리로 마련됐다.

출범식에는 IBS 채순기 부원장 직무대행, 한국뇌연구원(KBRI) 서판길 원장, GIST 임기철 총장, 김용철 연구부총장, 박지용 융합신경생리학과장 등 주요 관계자와 교직원·학생들이 참석했다. 행사에서는 연구단과 신설 학과에 대한 소개가 진행됐으며, 참석자들은 연구단 및 학과 현장을 둘러보고 현판식을 함께하며 출범의 의미를 나눴다.

IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단은 GIST에 설치된 세 번째 IBS 캠퍼스 연구단이다. 앞서 출범한 IBS 양자변환연구단(단장 김유수)과 IBS 상대론적 레이저과학 연구단(단장 김경택)에 이어 생명과학 분야까지 연구 영역이 확장되며 GIST는 보다 다층적인 기초과학 연구 포트폴리오를 갖추게 됐다. 이번 출범의 또 다른 의미는 연구단과 학과가 함께 출발했다는 데 있다. 융합신경생리학과는 연구단과의 긴밀한 협력을 바탕으로 섭식장애·비만·당뇨병·노화 등 인류가 직면한 주요 생리 현상을 근본적으로 이해하고, 뇌와 신체 기관 간 연결 메커니즘을 체계적으로 규명하는 융합형 교육·연구 체계를 구축하고자 한다. 특히 생명과학·공학·의과학·정보과학을 아우르는 교육과정을 통해 연구단의 기초과학 성과가 차세대 연구자 양성으로 직접 이어지는 선순환 구조를 제시할 계획이다.

임기철 총장은 출범식에서 “IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단과 융합신경생리학과는 생명과학 분야에서 차세대 융합 연구와 인재 배출을 선도하는 거점이 될 것”이라며, “GIST는 국가 5대 게임체인저 중 하나인 바이오 분야를 전략적으로 육성해 미래 뇌과학 연구의 패러다임 전환을 이끌겠다”고 밝혔다.

연구실에서 실험 중인 GIST 연구진 사진 모음

생명 시스템의 연결 원리를 밝히는 연구 거점
IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단

IBS 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구단은 동물이 외부 자극과 몸속 내부 상태를 어떻게 감지하고, 그에 따라 행동을 조절하는지를 연구한다. 특히 초파리와 생쥐 모델을 활용해 장, 뇌, 미생물이 영양소를 어떻게 감지하고 섭식 행동으로 연결하는지를 신경생리학적으로 규명하고 있다. 연구단은 탄수화물, 단백질, 나트륨, 비타민C 등 다양한 영양소가 몸속에서 감지되는 원리를 밝히고, 이를 바탕으로 대사와 행동 변화의 기작을 밝히는 것이 목표다. 최근에는 장-뇌-미생물 상호작용이 알츠하이머병과 파킨슨병 같은 신경질환에 미치는 영향도 함께 연구하고 있다.

차세대 융합 신경생리 인재를 키우는 교육 기반
융합신경생리학과

GIST 융합신경생리학과는 뇌신경과학과 신체 생리를 통합적으로 연구하는 학과다. 기존 뇌과학 연구가 주로 뇌신경세포와 신경회로를 중심으로 이루어졌다면, 이 학과는 마이크로바이옴, 대사, 면역, 생리 등 신체 생리의 관점을 함께 다룬다. 이를 통해 뇌와 몸이 서로 영향을 주고받는 원리를 체계적으로 이해하고, 신경과학과 생리학을 아우르는 차세대 융합 연구자를 양성하고자 한다. 또한 글로벌 협력 연구를 기반으로 세계적 연구 성과를 창출할 수 있는 교육·연구 체계를 구축해 나가는 것이 학과의 핵심 방향이다.