시스템 생물학 분야 세계적 전문가들 한국 총 집결
이번 대회에는 대장균의 시스템 생물학 및 가상세포 시스템, 분자생물학, 생물정보학 등 다양한 학문분야의 세계적 석학 47명(국외 38명, 국내 9명)이 강연할 예정이며, 16개국의 저명 석학 2백여명이 참여할 예정이다.
참여예정인 주요 외국연사로는 재조합 대장균에의한 바이오에탄올의 창시자인 플로리다주립대학의 인그램(L. Ingram) 교수, 컴퓨터 대사시뮬레이션의 대가인 캘리포니아 샌디에고 대학의 팔슨(B. Palsson) 교수, 대장균 게놈을 밝힌 위스콘신대학의 블레트너(F. Blattner) 교수, 일본 E-Cell팀의 총책임자인 도미타(M. Tomita) 교수, 빌 게이츠로부터 지원받아 항말라리아 약품 연구를 선도하고 있는 캘리포니아 버클리대학의 키슬링(J. Keasling) 교수, 시스템 생물학의 창시자인 SONY의 기타노(H. Kitano) 박사, Silicon Cell을 개발한 네덜란드의 웨스터오프(H. Westerhoff) 교수, 미국 NCBI에서 게놈연구를 선도하는 갈페린(M. Galperin) 박사, EcoCyc, MetaCyc 등 세계 최고의 대사 데이터베이스를 개발한 카프(P. Karp) 박사, 대장균의 진화와 유전학 전문가인 미국의 렌스키(R. Lenski) 교수, 대장균 4천3백개의 개개의 유전자가 결손된 돌연변이 대장균을 만들어 연구하는 일본의 모리(H. Mori) 교수, 독일 시스템 생물학을 책임지는 스튜트가르트대학의 리우스(M. Reuss) 교수, 일본 생물정보학회장 미야노(S. Miyano) 교수, 호주 생물정보학연구센터장 레이건(M. Ragan) 교수, 전세계 대장균 네트워크를 주도하는 미국 퍼듀대학의 워너(B. Wanner) 교수, 재조합 단백질의 생산과 관련 기술의 세계적 권위자인 텍사스주립대학 조지우(G. Georgiou) 교수, 유럽 생명공학의 리더인 퓰러(A. Puehler) 교수, 호주 AIBN 대사공학 전문가인 닐슨(L. Nielsen) 교수 등 세계 최고의 석학들이 모두 한자리에 모인다. 그 외에도 실제 생명공학 산업화에 관련하여 연구를 주도하고 있는 세계적 화학기업인 미국 듀퐁사, 가상세포 상용화를 주도하는 미국 제노마티카사, 대사공학 기업인 프랑스의 메타볼릭익스플로러사 등에서의 산업화 사례도 발표된다.
국내 주요연사로는 게놈엔지니어링의 대가인 KAIST 생명과학과 김선창 교수, 동적모사 분야 서강대 이진원 교수, 미생물생리 분야 한국생명공학연구원 반재구 박사, 신규 대장균의 게놈 분야 김지현 박사, 대장균 전사조절 분야 권오석 박사, 효모의 시스템생물학 분야 강현아 박사 등이다. 이번 학술대회 의장인 이상엽 교수는 이번 학술대회에서 과학기술부 시스템생물학 연구개발 사업의 주요결과를 공개한다.
이번 학술대회는 미생물 연구의 정점에 서있는 대장균 연구에 관한 모든 분야를 대상으로 한다. 대장균에서 일어나는 세포의 생리학적 현상들에 대한 규명 및 발견은 물론, 인실리코(in silico) 네트워크 모델을 통한 산업적·경제적 균주 개발이나 omics 기술 개발 및 응용 등의 시스템 생물학 측면을 다루게 된다. 이렇게 광범위한 부분을 다룸으로써 기초 연구와 산업적 응용 사이를 연결하는 다리 역할을 하는 것이 이번 학회의 주목적이다. 또한 대장균 연구에 대한 국제적 연구동향 및 주요 내용을 공유하고, 공통 기반의 연구 하드웨어 및 소프트웨어를 구축하며, 다른 생명공학 연구로의 응용에 발판이 될 수 있는 거대한 대장균 데이터베이스를 만드는 것을 목적으로 하고 있다.
기존의 IECA학회와는 달리 이번 IECA2006에서는 학계와 연구계의 순수 및 응용연구 발표 뿐만 아니라 산업체에서 시스템생명공학의 활용에 관한 실례들과 산업화에 적용되는 시스템생물학 사례들도 발표된다. 여종기 전 LG화학 CTO, 윤재승 대웅제약 부회장, 정광섭 GS칼텍스 연구소장, 박진환 네오위즈 사장, 이진 메디제네스 사장, 유진녕 LG화학기술연구원장, 서정선 마크로젠 회장, 이병훈 유니베라 사장 등 산업계 자문단은 앞으로 시스템생물학이 의약에서 화학제품에 이르는 모든 생명공학의 중심에 설 것임을 예상, 이번 국제학회를 적극적으로 지원하고 있다.
이번 학술대회 의장이며, 실질적인 대회 주관자인 KAIST 생명화학공학과 이상엽(李相燁, 42, LG화학 석좌교수, 생물정보연구센터 소장) 교수는 “최근 전 세계적으로 많은 관심을 가지고 연구하고 있는 시스템생물학과 관련하여 세계적인 석학들이 대거 참석할 예정이다. 이번 학술대회가 많은 관심 속에 한국에서 치러지게 된 것은 그만큼 한국의 시스템 생물학의 역량이 국제적으로 인정받고 있음을 의미한다. 이번 대회를 성공적으로 마무리하여, 해외 선진국의 시스템생물학 관련 최신기술 및 동향을 습득하고, 국제적인 석학들과 한국 과학자들 간의 유기적인 교류와 협력을 유도하여 한국 시스템생물학 및 생명공학 발전에 큰 기여를 했으면 한다.”라고 소감을 밝혔다.
이번 학회의 실무운영을 돕고 있는 KAIST 생명화학공학과 최종현 연구교수는 “이번 대장균 시스템 생물학 국제학술대회에 큰 관심들을 보여 원래 제한하고자 했던 등록자수 150명을 넘어 170여명이 등록한 상태다. 조직위원회에서는 세계적인 학술행사에 우리나라 학자들이 좀더 참석할 수 있도록 20-30여명의 추가 참석자를 받기로 결정했다. 우리나라가 시스템 생물학 관련 글로벌 네트워크의 중심에 설 수 있는 좋은 기회라고 생각한다.”라고 말했다.
최근 인체를 비롯한 다양한 생물에 대한 유전자 지도가 완성되고, 유전체, 전사체, 단백체등의 새로운 분석기술이 등장함에 따라, 이를 이용한 다양한 생물학적 지식을 총체적으로 찾고자 많은 학자들이 노력하고 있다. 이를 위해 생물학, 수학, 전산학, 화학공학이 융합되어 생명현상을 시스템수준에서 이해하고자하는 시스템생물학이 현재 생명공학의 중심에 자리잡고 있다.
시스템 생물학 혹은 시스템 생물공학적 기법을 이용하여 살아 있는 세포의 포괄적인 이해를 위해 이와 관련된 중요 연구그룹의 일부 과학자들은 연구에 있어서 효율을 최대화하면서 필수적인 정보의 공유를 위하여 전 세계 전문가들의 연대 필요성에 동의하기에 이르렀고 이러한 목표를 달성하기 위해 IECA가 조직되었다.
IECA는 앞으로 대장균의 유전체, 전사체, 단백체 등의 연구 내용을 상호 교류 및 공유하고 이러한 데이터들을 바탕으로 거의 실제 대장균과 동일한 in silico 모델을 개발할 것을 목적으로 두고 있다. 대장균에 대해 완벽한 가상 모델을 구성하면, 이후 보다 복잡한 고등 생물 더 나아가 인체에 대한 가상 모델을 구성하는데 많은 기여를 할 것으로 생각되며, 이러한 가상 세포를 이용하여 지금보다 더 다양한 유용물질을 생산하는데 도움이 될 것이다.
IECA는 제1회 대회를 지난 2003년 일본의 게이오대학에서, 제2회 대회를 2004년 캐나다 알버타 대학의 협조로 밴프센터에서 성공적으로 개최한 바 있으며, 국제학회를 통해 전 세계의 우수한 석학들과 정보를 공유하면서 생명 자체를 이해하려는 노력을 더욱 견고히 하고 있다. IECA의 중요성은 네이처 자매지인 몰리큘러 시스템스 바이올로지(Molecular Systems Biology) 저널 2005년 3월호에 소개되기도 했다.
이번 2006년 학술대회에서는 KAIST 이상엽 교수가 그간 과학기술부 지원 시스템생물학 연구개발 사업의 결실로 내놓은 미생물 시스템 생명공학과 관련된 높은 학문적 업적을 인정받아 의장으로 추대되었다.
이상엽교수는 1986년 서울대학교 화학공학과를 졸업하고, 1991년 미국 노스웨스턴대학교 화학공학과에서 석박사를 마쳤다. KAIST에서 약 12년 동안 대사공학에 관한 연구를 집중적으로 수행하여 그간 국내외 학술지논문 211편, proceedings논문 144편, 국내외 학술대회에서 774편의 논문을 발표하였고, 기조연설이나 초청 강연을 200여회 한 바 있으며, Metabolic Engineering (Marcel Dekker 사 발간) 등 다수의 저서가 있다. 그간 205건의 특허를 국내외에 등록 혹은 출원하였는데, 미국 엘머 게이든상과 특허청의 세종대왕상을 받는 등 기술의 우수성이 입증된 바 있다. 생분해성고분자, 광학적으로 순수한 정밀화학물질, DNA chip, Protein chip 등의 기술 개발에서 탁월한 연구 업적을 쌓았고, 최근에는 소위 omics와 정량적 시스템 분석기술을 통합하여 생명체 및 세포를 연구하는 시스템 생명공학분야 연구와 게놈정보 이용 생물공정기술 개발에 매진하고 있다. 이교수는 그간 제 1회 젊은 과학자상(대통령, 1998), 미국화학회에서 엘머 게이든(Elmer Gaden)상(2000), 싸이테이션 클래식 어워드(미국 ISI, 2000), 대한민국 특허기술 대상 (2001), 닮고싶고 되고싶은 과학기술인(2003), KAIST 연구대상(2004), 한국공학한림원 젊은 공학인상(2005) 등을 수상하였고, 2002년에는 세계경제포럼으로부터 아시아 차세대 리더로 선정되어 활동 중이다.
<용어설명>
1) 시스템 생물학 : 시스템 생물학(Systems Biology)은 생물학, 시스템 과학, 전산학, 수학, 그리고 화학공학 등의 다양한 분야를 통합하여 세포와 같은 복잡한 시스템을 대상으로 세포 내 구성 요소들의 상호 연관관계 뿐 아니라 전체 대사 및 신호전달 체계를 정량적으로 모델링 및 시뮬레이션 함으로써 세포 전체의 상태 및 환경에 따른 상태 변화를 조사 예측하는 학문이다. 현재 우리나라에서는 과학기술부에서 시스템생물학 연구개발 사업을 진행 중이다.
2) 시스템 생명공학 : 시스템 생명공학(Systems Biotechnology)는 이상엽교수와 전 세계적으로 몇 안 되는 연구진에서 개척하는 연구 분야로서, 시스템 생물학 기법과 기존의 대사공학 및 생물공정 기술을 총체적으로 결합한 연구 분야를 말한다.
3) 인 실리코(in silico) : 인 실리코는 silicon에서 따와서 “생체 내의”를 표현하는 "in vivo"와 유사하게 만든 말로서 “컴퓨터의”, “컴퓨터를 활용한 모델” 등의 의미로 사용된다.
4) 대장균(Escherichia coli) : 대장균은 그 크기가 1000분의 2㎜(=2㎛) 크기로 매우 작은 미생물이다. 이렇게 작지만 여러 가지 아미노산·비타민·단백질 등 2천여 가지나 되는 대사물질을 포도당 먹이 하나로 생산할 수 있다. 좋은 환경 조건에서 개체수가 20 - 30분 만에 2배씩 늘어나는 높은 성장 속도를 가지고 있어, 최근 발전한 유전공학적 기법을 이용하여 인체에 유용한 각종 물질들을 효과적으로 생산할 수 있다. 순수한 대장균을 연구한 과학자 가운데 노벨상을 받은 사람이 12명이나 되며 최근에도 그 중요성이 계속되어 지고 있다.
5) 가상 세포(virtual cell) : 가상세포는 살아있는 세포를 시뮬레이션하는 모델로서 세포를 구성하는 수많은 단백질과 분자간의 복잡한 상호작용을 수식적으로 이해한다. 이를 이용하면 환경을 변화시키거나 유전자를 조작했을 때 세포 내부에서 어떤 현상이 일어나는지를 실험하지 않고도 예측할 수 있다. 예를 들면 특정한 유전자를 제거하거나 넣었을 때 세포가 어떤 반응을 보이는지, 세포 내 특정 물질을 어떻게 많이 만들 수 있는지, 병에 걸린 세포가 어떻게 사멸하거나 암세포로 변하는지를 예측하고, 그 결과를 바탕으로 실제 실험을 대체할 수 있다. 일본 게이오대가 개발한 E-CELL이 대표적인 예이다. 전사, 단백질 해독, 에너지 생성, 인지질 합성 같이 세포 생존에 필수적인 기능을 가상모델로 구현했다. 궁극적인 목표는 세포 전체를 하나의 시뮬레이션으로 구축하는 것이다. 한편, 미국 코네티컷대가 개발한 버추얼 세포의 경우 컴퓨터 언어인 자바를 이용해 가상세포시스템을 구축할 수 있는 환경을 만들어 신경세포 내에서 칼슘이온이 어떻게 이동하는지를 관찰했다. 이상엽 교수팀도 MetaFluxNet (http://mbel.kaist.ac.kr/mfn)라는 소프트웨어를 개발하여 대장균 세포 내 대사 flux 분석을 가능하게 하여 세포의 대사흐름을 컴퓨터에서 시뮬레이션해 볼 수 있고, WebCell (http://www.webcell.org)은 세포현상의 동적 모사가 가능한 강력한 웹기반 시abf레이션 환경을 제공한다.
웹사이트: http://www.kaist.ac.kr
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2019년 10월 24일 09:00
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