아주대학교 분자과학기술학과 생유기화학 연구실(2026년 3월호)

글 | 최원지(아주대학교 분자과학기술학과 석박통합과정, dnjswl529@ajou.ac.kr)

연구실 책임자 | 최준원(아주대학교 첨단바이오융합대학 부교수, junwchoi@ajou.ac.kr)

Understanding Protein Function Through Chemistry 

우리 연구실은 2020년 아주대학교에서 연구를 시작하여, 현재까지 유기화학, 생유기화학, 화학생물학, 의약화학 등 다 양한 분야를 아우르는 융합 연구를 수행하고 있습니다. 이러 한 연구 기반 위에서 최준원 교수님의 지도 아래, 단백질 기능을 화학적으로 이해하고 정밀하게 조절하기 위한 연구를 중심으로 연구실의 방향을 설정하고 있습니다.

단백질은 합성된 이후에도 다양한 번역 후 변형(post-trans-lational modification, PTM)을 거치며 끊임없이 변화하고, 이러한 변화는 단백질의 구조와 안정성은 물론 생명현상의 전반적인 흐름에 중요한 영향을 미칩니다. 우리 연구실은 이러 한 단백질 변형 과정에 주목하여, 세포 내에서 일어나는 변화를 인위적으로 조절하거나 모방할 수 있는 화학적 도구를 개 발하고 있습니다. 이를 통해 단백질 기능을 보다 정밀하게 이해하고, 나아가 단백질 기능 연구에 새로운 가능성을 제시하 고자 합니다. 

이러한 연구 흐름 속에서 우리 연구실은 크게 표적 단백질 분해 기술(PROTAC)과 단백질 당화를 두 축으로 연구를 진행 하고 있습니다. 먼저 PROTAC 연구에서는 특정 단백질을 선택적으로 분해함으로써 단백질 기능을 조절하는 전략에 주목 하고 있습니다. 그중 하나는 MDM2 단백질을 표적으로 하는 PROTAC을 개발하여 골재생을 촉진하는 연구로, 단백질 분 해 기술이 재생의학 분야로 확장될 수 있음을 보여주고자 하였습니다. 더 나아가 형광 단백질을 활용한 PROTAC 시스템 을 개발하여, 관심 있는 단백질을 보다 범용적으로 조절할 수 있는 플랫폼 구축에도 힘쓰고 있습니다. 

한편, 또 다른 연구에서는 단백질의 당화를 화학적으로 조절하고 분석할 수 있는 새로운 방법을 개발하고 있습니다. 특히 효소를 이용한 반응을 통해 당단백질을 선택적으로 표지하거나 검출하는 기술을 연구하고 있으며, 이를 통해 세포 내 단백질의 위치와 주변 환경을 이해하고자 합니다. 아울러 O-GlcNAcy-lation과 같은 세포 내 주요 당화 과정을 인위적으로 유도하거 나 조절할 수 있는 화학적 접근법을 개발함으로써, 단백질 기능 을 보다 정밀하게 분석할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다. 

Strengths of Our Research Environment 

우리 연구실에서 특히 인상 깊었던 점은, 연구의 방향뿐 아니라 실제로 실험을 수행하는 과정까지도 매우 꼼꼼하게 지도 해 주신다는 점입니다. 실험을 시작하기 전에는 인턴이든 대학 원생이든 구분 없이, 교수님께서 직접 실험실 안전(safety)과 관련된 주의사항을 자세히 설명해 주시고, 기본적인 실험 태도와 안전 수칙을 충분히 숙지한 뒤에 연구를 진행할 수 있도록 안내해 주십니다. 또한 새로운 실험을 시작할 때에도 교수님께서 직접 실험을 보여주시며 방법을 차근차근 짚어 주셔서, 단순히 ‘해보는 것’에서 그치지 않고 왜 그런 조건을 쓰는지, 어 떤 변수에서 문제가 생길 수 있는지까지 함께 배우게 됩니다. 

우리 연구실은 매주 저널 미팅(journal meeting)을 통해 최근 발표된 연구를 함께 읽고 토의하는 시간을 갖고 있습니다. 특히 발표를 영어로 진행하기 때문에 자연스럽게 발표 역량을 키울 수 있고, 이후 해외 학회나 국제적인 연구 환경에서 발표해야 할 상황에도 미리 대비할 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 논문을 읽는 과정에서 등장하는 유기 반응에 대해서는 메커니즘을 함께 공부하는 시간도 가지는데, 교수님께서 직접 메커니즘을 설명해 주시며 이해를 도와주시는 경우가 많아, 연 구를 수행하는 동시에 기본기를 탄탄히 다질 수 있는 분위기가 형성되어 있습니다. 

또한 진행되는 개인 미팅을 통해 각자의 연구 진행 상황을 정리하여 보고드리고, 다음 단계에서 어떤 실험을 추가로 시 도해 보면 좋을지, 전체 방향성을 어떻게 잡아가면 좋을지에 대해 구체적인 피드백을 받습니다. 결과의 해석부터 실험 설계, 데이터 정리 방식에 이르기까지 사소해 보일 수 있는 부분 까지도 꼼꼼하게 확인해 주셔서, 연구가 ‘대충 진행되는 것’이 아니라 한 단계씩 단단해지는 과정이라는 것을 자연스럽게 체 감하게 됩니다. 실험을 하다 궁금한 점이 생길 때마다 찾아가 여쭤보아도 교수님께서 늘 성심성의껏 설명해 주시기 때문에, 질문하는 것을 주저하지 않고 배움의 속도를 유지할 수 있는 점 또한 우리 연구실의 큰 장점이라고 생각합니다. 

Moments of Recharge Beyond Research 

우리 연구실은 연구에 몰두하는 시간만큼이나 잠시 일상에서 벗어나 재충전하는 시간을 소중하게 생각합니다. 속초, 강 릉, 제주도, 대구, 부산, 수원은 물론 중국에서 열린 학회에도 함께 참여하며 다양한 연구 주제와 최신 연구 동향을 접해왔 고, 학회 일정이 끝난 뒤에는 함께 저녁 식사를 하며 자연스럽게 팀워크를 다지는 시간을 가지기도 했습니다. 특히 속초와 제주도에서 열린 학회에서는 설악산과 한라산을 함께 오르며 연구실 밖에서 새로운 경험을 나누는 뜻깊은 시간을 보내기도 했습니다. 

또한 연구실 나들이로 한국민속촌을 방문해 잠시 실험실을 벗어나 여유를 즐기며 재충전의 시간을 갖기도 했습니다. 바쁜 연구 일정 속에서도 이러한 소소한 순간들은 서로를 더 잘 이 해하게 하고, 연구 과정에서 마주하는 어려운 순간들을 함께 극복할 수 있는 힘이 되어 주고 있습니다. 이와 함께 구성원들의 생일을 서로 챙기며 작은 축하 자리를 갖는 등, 일상의 기쁨을 나누는 시간 역시 연구실 생활의 중요한 일부가 되고 있습니다. 우리 연구실은 이러한 경험들이 쌓여 단순한 연구 공간을 넘어, 서로를 믿고 의지할 수 있는 하나의 팀으로 성장해 나 가고 있다고 느끼고 있습니다. 

Research, Reflection, and Growth 

이처럼 우리 연구실은 단백질 기능을 화학적으로 이해하고 조절하고자 하는 연구를 중심에 두면서도, 그 과정에서 사람 의 성장과 경험을 함께 중요하게 생각하고 있습니다. 실험이 항상 기대한 결과로 이어지지는 않지만, 실패를 통해 다시 고 민하고 질문하며 한 걸음씩 나아가는 과정 속에서 연구자로서의 태도와 사고방식이 자연스럽게 다져지고 있다고 느낍니다. 연구실 안에서는 치열하게 연구에 몰두하고, 실험실 밖에서는 함께 숨을 고르며 재충전하는 시간들이 쌓여, 서로를 신뢰하고 의지할 수 있는 팀워크로 이어지고 있습니다. 앞으로도 우리 연구실은 화학을 통해 생명현상을 이해하려는 질문을 꾸준히 이어가며, 구성원 각자가 연구자로서 그리고 한 사람으로 서도 함께 성장할 수 있는 연구실로 나아가고자 합니다.