경희대학교 의과대학이 최근 제1의학관에서 하택집 미국 하버드의대 교수를 초청해 특강을 개최했다. 

이번 특강은 '고해상도 기술을 통한 의생명 연구 진보'를 주제로 진행됐다. 김진상 총장을 비롯한 교수와 학생들이 온·오프라인으로 참여했다.

하 교수는 단일 분자 수준에서 생명 현상을 관찰·해석하는 기술의 개척자다. 수만 개 분자를 평균적으로 관찰하던 기존 방식을 벗어나 단일분자의 움직임과 상호작용을 직접 관찰하는 생물물리학의 연구 흐름을 소개했다.

그는 핵심 기술로 ‘단일 분자 형광 에너지 전달(smFRET)’과 ‘광학 집게(Optical Tweezers)’를 설명했다.

형광 물질을 단백질이나 DNA에 결합해 두 물질 간 거리에 따른 빛의 색상 변화를 나노미터 단위로 실시간 추적하는 기술이 단일 분자 형광 에너지 전달이다.

광학 집게는 강력한 레이저 빛으로 미세 구슬을 포획하고, 여기에 단백질이나 DNA를 연결해 물리적 힘을 가함으로써 분자의 역학적 에너지를 측정하는 기술이다.

특히 이날 강연에서는 유전자 가위(CRIPR-Cas9)의 고질적 한계로 지목되는 ‘오프 타깃(비표적 절단)’ 부작용을 줄인 연구 성과도 공유됐다.

기존 방식은 무작위 절단 부작용과 자르는 타이밍을 알 수 없다는 한계가 있었다. 연구팀은 레이저 포커싱을 통해 빛을 쬐는 순간에만 유전자 가위가 활성화되도록 제어, 활성 분자 수를 대폭 줄였다.

표적 위치 두 곳을 동시에 절단해 1시간 만에 80% 이상 세포에서 원하는 유전자 결실(Deletion)을 유도하는 데 성공했다.

질의 응답에서 하 교수는 생체 적용 한계를 극복하기 위한 협업이 진행 중이며 2~3년 안에 가시적 성과가 나올 것으로 전망했다.

또한 보스턴 어린이병원과 함께 환자 혈액 내 미세 분자를 검사하는 차세대 진단 플랫폼 연구도 병행하고 있다고 소개했다.

물리학 전공자로 생물학 분야에 뛰어든 하 교수는 자신을 두 학문의 경계선에 선 ‘박쥐’에 비유하며 “양극단 사이 긴장감과 경계선에서 도전을 즐길 때 완전히 새로운 패러다임을 열 수 있다”고 말했다.