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연구노트 검사 교토대? "누구나 열람, 오류·시간 줄여"

[일본 대표연구실 ②] '교토대 iPS 세포연구소'
세계최초 iPS 망막 조직 이식···칸막이 없는 연구실 '소통 일상'
"난치병으로 고통받는 환자 위한 사명감으로 연구"
10명의 노벨상수상자를 배출힌 교토대의 강점은 자유로운 학풍이다. 당장 성과를 기대할 수 없는 연구라도 의미가 있다면 믿고 지원해준다.<사진=김지영 기자>10명의 노벨상수상자를 배출힌 교토대의 강점은 자유로운 학풍이다. 당장 성과를 기대할 수 없는 연구라도 의미가 있다면 믿고 지원해준다.<사진=김지영 기자>

교토대학교는 자유로운 학풍을 중요시한다. 전공에 상관없이 수강할 수 있는 수업 '포켓 세미나', 코스프레 행사장을 방불케 하는 졸업식, 100년 된 기숙사를 지키기 위한 자발적 모임 등 자유로운 학풍이 곳곳에 녹아있다. 1987년 노벨생리의학상을 받은 도네가와 스스무가 교토대 재학 시절 바이러스 공부에 매달리느라 전공인 화학을 제대로 공부하지 못했지만 대학 측이 학구열을 높게 사 졸업시킨 사례는 교토대의 자유로운 분위기 단면을 보여주고 있다.
 
연구도 마찬가지다. 당장 성과를 기대할 수 없는 연구라도, 유행하는 연구가 아니더라도 가치가 있고 의미가 있다면 장기간 믿고 지원해준다. 일본의 '주간 포스트'에 따르면 교토대의 총장인 야마기와 주이치는 고릴라 생태 연구를 위해 혼자 아프리카로 떠나 약 10개월간 고릴라 언어로 함께 생활하며 연구기록을 남겼고, 야마우치 경영대학 교수는 서비스업 연구를 위해 고급초밥집에 CCTV를 설치하는 독특한 연구를 진행 중이다. 이런 괴짜 연구가 교토대에서 가능한 것은 세계제일이 아닌 세계 유일을 좇는 연구를 지원하는 분위기가 있어 가능한 것으로 보인다.
 
유카와 히데키 박사를 시작으로 무려 10명(교토대 졸업생과 소속 교수 포함)의 노벨과학상 수상자를 배출한 교토대의 저력은 무엇일까. 2012년 노벨생리의학상을 받은 야마나카 신야 교수가 소장으로 재임 중인 교토대 iPS(유도만능줄기세포) 세포연구소(이하 CiRA)와 2018년 노벨생리의학상을 받은 혼조 타스쿠(本庶佑) 교수의 후배인 이쿠다 (生田宏一) 교토대 바이러스 재생의과학연구소 교수를 통해 교토대의 연구실 문화와 연구자들이 연구에 임하는 마음가짐 등을 들어봤다.
 
교토대학 캠퍼스와 조금 떨어진 곳에 위치한 iPS 세포연구소의 큰 목표는 재생 의료 실현 공헌이다. 목표를 향해 200여명의 연구진들이 한마음 한 뜻으로 연구에 매진하고 있다.<사진=김지영 기자>교토대학 캠퍼스와 조금 떨어진 곳에 위치한 iPS 세포연구소의 큰 목표는 재생 의료 실현 공헌이다. 목표를 향해 200여명의 연구진들이 한마음 한 뜻으로 연구에 매진하고 있다.<사진=김지영 기자>

◆  세계최초 iPS 망막 조직 이식 성공 "목표는 재생의료 실현 공헌"
 
CiRA는 교토역에서 약 5Km 떨어진 교토대 부속병원 옆에 자리 잡고 있다. 매년 관광객으로 북적이는 교토지만 연구소 주변은 높은 건물도, 시끌벅적한 사람들도 보이지 않는다. 교토대 본 캠퍼스인 요시다 캠퍼스와도 600m 남짓 떨어져 있어 캠퍼스 특유의 벅적함도 없지만, 병원 옆에 있으면서 임상연구를 진행하는 등 연구자들이 몰입해 연구하기 좋은 최적의 입지조건을 갖췄다.
 
CiRA는 iPS 세포에 관한 기초연구와 응용연구를 통해 재생 의료 실현에 공헌한다는 이념을 내걸고 연구에 매진 중이다. iPS 세포는 신체 세포에 소수의 요소를 도입해 무한으로 배양함으로써 거의 모든 장기를 만들 수 있을 것으로 기대되는 분야로, 질병이나 부상 등으로 잃어버린 장기를 회복시키는 등 재생의학에 활용될 것으로 주목받고 있다.
 
iPS 세포연구센터의 리더인 야마나카 교수는 2006년 쥐를 통해 세계 첫 iPS 세포 제작했고, 2007년 쥐에서 사람의 세포를 통해 iPS를 생성하는 기술을 개발하면서 전 세계의 이목을 집중시켰다. 이 성과는 교토대 야마나카 교수가 2012년 노벨상을 받는 데 결정적인 역할을 했다.
 
연구성과 기세를 몰아 일본 정부도 해당 연구에 적극적으로 연구비를 지원했다. 교토대와 정부의 적극적인 푸쉬로 연구소는 2008년 iPS 세포연구센터를 전신으로 2010년 연구소로 개편돼 현재의 모습을 갖췄다.
 
연구소 목표
 
1. iPS 세포 스톡을 골자로 한 재생 의료의 보급
2. iPS 세포에 의한 개별화 의약의 실현과 난치병 신약 개발
3. iPS 세포를 이용한 새로운 생명 과학과 의료의 개척
4. 일본 최고 수준의 연구 지원 체제 및 연구 환경의 정비

연구인력 약 200여 명, 테크니컬, 행정지원까지 합치면 총 283명(2019년 기준)이 근무 중인 연구소는 iPS 자체를 연구 주제로 특화하면서도 iPS와 관련된 다양한 연구인력을 보유한 거대 전문연구조직으로 매년 다양한 성과를 쏟아내고 있다. 그 중 주목해볼 만한 것은 실제 iPS세포로 만든 생체조직을 환자에게 이식한 사례들이다.
 
CiRA는 2017년 3월 타인의 iPS로 만든 망막 조직을 세계 최초로 환자에게 이식하는 데 성공했다. 특수한 면역을 가진 사람의 피부로부터 iPS 세포를 만들어 냉동 보관해뒀다가 필요할 때 해동시켜 배양하는 방식을 썼다. 이식을 받은 사람은 60대의 고령에 따른 황반변성 환자로, 이 수술은 1시간 만에 무사히 끝났다.
 
이후 연구소는 iPS에서 신경세포를 만들어 50대 파킨슨병 환자의 뇌에 이식하는 데도 성공해 전 세계 주목을 받았다. 이런 연구성과로 재생 의료 실현 공헌이라는 목표에 한 걸음 다가가고 있다.
 
◆ 칸막이가 없는 연구실…서로 소통하며 연구

CiRA의 모든 연구실은 칸막이를 없앤 오픈랩으로 돼 있다. 야마나카 교수가 캘리포니아 대학교 샌프란시스코에서 박사연구원을 하며 지냈던 연구실 스타일을 그대로 가져온 것이다.<사진=CiRA 제공>CiRA의 모든 연구실은 칸막이를 없앤 오픈랩으로 돼 있다. 야마나카 교수가 캘리포니아 대학교 샌프란시스코에서 박사연구원을 하며 지냈던 연구실 스타일을 그대로 가져온 것이다.<사진=CiRA 제공>

 
"우리 연구소의 연구실은 벽이 없어요. 건물을 세울 때부터 그렇게 지었죠. 3~5층 모두 시원하게 뚫려있는 오픈 랩입니다."
 
연구소 건물 3층에 올라가자 칸막이 하나 없는 오픈 랩이 눈에 띄었다. 지하 1층에서 지상 5층으로 구성된 건물 중 실험동으로 쓰이는 3~5층은 시원하게 뻥 뚫린 오픈랩이다. 야마나카 교수가 캘리포니아 대학교 샌프란시스코에서 박사연구원 생활을 하며 지냈던 연구실 스타일을 그대로 가져온 것이다. 건물 설계 단계부터 야마나카 소장이 강조한 것으로 알려져 있다.
 
연구 부분은 5개(▲미래 생명 과학 개척 연구 ▲증식 분화 메커니즘 연구 ▲임상 응용연구 ▲기반 기술 연구 ▲윤리연구) 로 나뉘어있지만 연구실 간 벽이 없어 다양한 연구자들이 자유롭게 논의하며 연구를 진행하고 있다.
 
CiRA 국제홍보실의 나카우치 박사.<사진=김지영 기자>CiRA 국제홍보실의 나카우치 박사.<사진=김지영 기자>
교토대와 CiRA에서 10여 년간 연구 생활을 한 이준성 연구원은 "우리 팀이 잘 모르는 전문적인 분야를 옆 테이블 연구자와 거리낌 없이 묻는 것이 가능하다"면서 "실제로 실험할 때 필요한 시약 등을 묻고 적용해보는 등 편하게 연구하고 있다"라고 설명했다.
 
서로 아이디어가 있으면 주고받는 것도 자유롭다. 이런 자유로운 분위기는 나이 많은 사람이 꼭 리더를 해야 한다는 고정관념을 깬 조직구조도 한몫한다. 일본의 대부분 연구실이 교수->준교수->조교->포스닥의 피라미드 구조로 되어 있지만, 연구소는 30대의 준교수라도 능력이 인정되면 팀 대표를 맡긴다. 이 아이디어도 야마나카 교수가 낸 것이다.
 
CiRA는 2010년 발족 당시 18명의 주임연구원(연구실의 리더)중 10명을 30대 연구자들로 구성하는 파격 인사를 시작으로, 지금까지 나이와 관계없이 유능한 연구자를 팀 리더로 앉히고 있다. CiRA 국제홍보실의 나카우치 박사는 "의료용 iPS세포를 만들기 위한 안전한 제작법을 만드는 등 다양한 성과도 도출하는 등 활발한 연구를 이어가고 있다"고 설명했다.
 
이 외에도 신진연구자들의 연구 아이디어를 끌어 올리기 위한 '와카테 챌린지'프로그램을 운영해 우수 포닥을 1년에 천만 원씩 3년(추가 2년) 지원하고 있으며, 우수 연구자를 매년 선발해 수상함으로써 연구에 대한 동기부여를 하거나 100여 명이 앉을 수 있는 세미나실에서 매주 목요일 연구내용을 공유하는 시간을 갖기도 한다.
 
◆ 3달에 한 번 '연구 노트 검사' "투명성, 연구 정확도 높아져"
 
"연구 노트를 자세하게 쓴다. 연구 투명성을 높이기 위함이지만 우리 연구가 잘 진행되고 있는지를 돌아볼 수 있는 작업이라고 생각한다."
 
연구소에서 2009년부터 시행 중인 한가지 규칙이 있다. '연구기록'이다. CiRA의 연구자들은 모두 연구 노트를 작성하는데 3달에 한 번 지적재산관리실 관계자들이 노트를 전체적으로 검사한다. 어떤 연구목적을 가지고 실험을 했는지, 어떤 데이터들이 도출됐는지 꼼꼼하게 기록한다. 노트 내용은 연구소 내 컴퓨터에도 백업돼 관련 연구자들이 열람할 수 있게 돼 있다.
 
연구 노트 검사는 미국의 특허 인정이 선발명주의를 채용하고 있었기 때문에 시작된 것이다. 이후 미국이 선발명주의에서 선원주의가 되어 연구 노트 체크는 더는 필요가 없게 됐지만, CiRA는 연구 부정방지 등을 위해 지속해서 실행 중이다.
 
많은 연구원이 공유하는 내용인 만큼 부족하거나 이상이 있는 부분이 지적되면 재작성을 해야 한다. 이준성 연구원은 "연구 투명성을 높이기 위한 것이기도 하지만 제3자가 노트의 내용을 제대로 이해할 수 있어야 우리 연구가 제대로 진행되고 있다고 생각하기에 누구라도 알기 쉽게 적는 것이 중요하다"고 설명했다.
 
교토대와 CiRA에서 10여년간 연구생활을 하고 있는 이준성 연구원은 "연구자와 거리낌 없이 연구에 대해 이야기할 수 있다는 점이 오픈랩의 가장 큰 장점"이라고 말했다.<사진=김지영 기자>교토대와 CiRA에서 10여년간 연구생활을 하고 있는 이준성 연구원은 "연구자와 거리낌 없이 연구에 대해 이야기할 수 있다는 점이 오픈랩의 가장 큰 장점"이라고 말했다.<사진=김지영 기자>
이런 기록들은 연구 담당자가 바뀌어도 바로 실험 실전에 투입될 수 있는 소중한 자산이 되기도 한다. 이준성 연구원은 "작년에 처음하는 유전자 발현 실험에 애를 먹고 있었는데 전 담당자 연구 노트를 보면서 어떤 시약으로 어느 정도의 양을 투입했는지, 어떤 세포를 넣는 것이 좋은지 등을 기록을 보고 실험하며 도움을 많이 받았다"면서 "실제 연구 노트를 통해 이른 시일 안에 실험 결과를 볼 수 있었다"고 말했다.
 
이어 그는 "낭비했을지도 모르는 시간을 연구 노트가 단축해주는 사례가 많은 만큼, 번거로운 작업이긴 하지만 연구자들도 필요성에 공감하고 꼼꼼하게 작성하고 있다"고 말했다.
 
기록문화는 CiRA 외에도 다른 연구실에서도 볼 수 있는 모습이다. 2018년 노벨생리의학상 수상자인 혼조 타스쿠 교수의 제자 예상규 서울대 교수도 교토대 재학 당시 혼조 교수의 연구실에서도 실험에 대한 거의 모든 것을 기록하고 연구원끼리 공유하는 문화를 배웠다. 연구에 대한 선배들의 기록을 보며 실험에 많은 도움을 받았기에 후배들에게 기록의 중요성을 강조한다.
 
예 교수의 연구실의 한 학생은 "연구와 관련된 내용은 컴퓨터와 노트 등을 통해 모두가 열람할 수 있도록 정리하고 있다"면서 "연구실에 처음 들어온 학생들은 기본적으로 기록하는 방법을 배우고 실천한다"고 말했다.
 
◆ 연구 위해 기부해주세요...마라톤 뛰는 소장
 
야마나카 소장은 노벨상 수상자로 유명하지만, 일본 내에서는 마라톤 하는 소장으로도 이름을 알리고 있다. 그가 마라톤을 뛰기 시작한 것은 연구를 위한 대국민 기부를 격려하기 위함이다.
 
CiRA는 야마나카 소장이 마라톤에 참가할 때마다 Japan Giving이라는 NGO 전용 기부 모집 사이트에 소식을 올려 개인 후원자로부터 연구자금을 모으고 있다. 이 외에도 TV, 라디오, 신문 등 다양한 매체를 통해 기부방법을 알린다. 야마나카 소장도 기부와 관련된 활동이라면 주저하지 않고 적극적으로 나서고 있다.

야마나카 소장은 오는 12월 1일 오사카에서 열리는 '제9회 오사카 마라톤'에 참가해 오사카성 중심으로 디자인된 마라톤 코스를 달릴 계획이다.

교토대 iPS 세포연구소의 리더인 야마나카 소장은 2006년 쥐를 통해 세계 첫 iPS 세포 제작, 연구성과를 인정받아 2012년 노벨과학상을 수상했다.<사진=CiRA 제공>교토대 iPS 세포연구소의 리더인 야마나카 소장은 2006년 쥐를 통해 세계 첫 iPS 세포 제작, 연구성과를 인정받아 2012년 노벨과학상을 수상했다.<사진=CiRA 제공>

2009년부터 시작한 연구 기부 누적액은 현재 127억 엔에 이른다. 기부금은 의료 응용과 혁신적인 연구지원, 우수한 연구자 확보, 특허 확보 및 유지, 연구지원 체제 및 연구환경 개선 노력 등에 활용된다.
 
일반 기부 외에도 유언서를 통해 몇천~1억 엔을 넘는 기부금이 매년 모이고 있지만, 처음부터 많이 모였던 것은 아니다. 기부금 관련 업무를 담당하는 와타나베 기금실 실장은 "2009년 당시에는 연간 목표 5억 엔의 10%도 달성하지 못했다"면서 "노벨상을 받은 2012년 처음 목표를 달성했다"고 설명했다.
 
기부금을 최대한 투명하게 관리하기 위해 CiRA는 홈페이지를 통해 매년 사용내역을 보고하고, 기부금을 바탕으로 만들어진 연구소 성과를 온 오프라인 소식지로 제작해 기부자들에게 보내고 있다.
 
CiRA는 사용한 기부금 내역을 홈페이지를 통해 공개하고 있다. 기부금을 활용한 연구성과는 소식지로 제작해 연 4회 기부자들에게 발간하고 있다. <사진=CiRA 홈페이지>CiRA는 사용한 기부금 내역을 홈페이지를 통해 공개하고 있다. 기부금을 활용한 연구성과는 소식지로 제작해 연 4회 기부자들에게 발간하고 있다. <사진=CiRA 홈페이지>

기부를 받기 시작한 계기는 무엇일까. 와타나베 실장은 "연구소가 만들어지기 전, 야마나카 소장이 쥐와 사람으로부터 iPS 세포를 제작하고 특허를 확보하면서 생긴 고민이 계기가 됐다"면서 "특허 관련 재판이 열리면 재판비를 어디서 충당해야 하는가, 연구비를 통해서는 할 수 없으니 우리 힘으로 마련해야 한다는 데 의견이 모여 시작됐다"고 설명했다.
 
이어 와타나베 실장은 "우리 연구 자체가 프로젝트 베이스로 진행돼 인력을 짧게 고용할 수밖에 없는 상황"이라며 "2030년까지 장기목표를 내건 만큼 iPS세포 기술에 몰두해 연구할 수 있는 환경을 만들기 위해 연구비, 인건비 등으로 활용이 많이 되고 있다"고 말했다.

이준성 연구원은 "기부를 해주시는 분들 중에는 난치병을 앓고 계신 분들도 계신다. 난치병으로 고통받는 분들을 위해 우리가 빠르게 성과를 내야한다는 사명감을 갖고 좋은 결과 내자는 것이 야마나카 소장의 뜻이다. 연구원들도 공감하며 연구에 매진하고 있다"고 덧붙였다.  

<이쿠다 교수 인터뷰는 2편에>
과학기술이 인류의 삶과 더욱 밀접해지고 있습니다. 과학기술의 진화는 연구실에서 시작되죠. 남다른 연구 문화를 보유한 연구실은 연구성과와 인재 배출의 산실입니다. 대덕넷은 올해 '대한민국 대표연구실' 기획 취재를 통해 우리나라의 연구실 문화를 발굴하고 있습니다. 또 과학선진국인 미국, 유럽, 일본 등 연구 현장을 심층 취재해 '과학선진국 100년 연구실을 가다' 기획으로 보도하고 있습니다. 독자 여러분의 많은 관심과 응원 부탁드립니다. 그리고 해외 취재가 순조롭게 완료되기까지 도움을 주신 재미한인과학기술자협회, 최우묵 NIH 박사, 카지타 다카아키 도쿄대 교수, 김유수 RIKEN 박사, 스칸디나비아 한인과학기술자협회, 재독과학기술자협회 등 많은 분들께 지면을 통해 감사 인사를 드립니다. 글 싣는 순서 미국 3편-일본 4편-유럽 3편.<편집자 편지> 

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