전 세계를 공포의 도가니로 몰아넣은 코로나19가 발생한 지도 벌써 1년 6개월 이상이 지났다. 그러나 불과 얼마 전까지만 해도 코로나바이러스의 인체 감염 과정을 제대로 파악하지 못해 효과적인 예방대책 수립에 어려움을 겪었던 것이 사실이다.

그런데 최근 들어 범정부 차원의 ‘코로나19 대응 공동연구팀’이 코로나바이러스의 복제 순간을 최초로 포착하면서 초기 감염 및 증식의 주요 표적이 코 안의 섬모상피세포임을 밝혀내어 화제가 되고 있다.

연구팀은 코로나19 초기 환자의 비강 및 구강세포를 분석하여 코로나바이러스가 비강 섬모세포에서만 복제하고 증식한다는 사실을 최초로 파악했다. 이처럼 획기적인 결과를 파악한 코로나19 대응 공동연구팀은 기초과학연구원의 혈관연구단을 중심으로 이루어진 과학자들로 구성되어 있다.

창의성을 바탕으로 세계적 수준의 기초과학연구 수행

기초과학연구원(IBS)은 세계적 수준의 기초과학연구를 수행하고 이를 통해 창조적 지식 확보와 우수 연구인력 양성에 기여하기 위하여 설립된 과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관이다.

‘인류의 행복과 사회 발전에 공헌’한다는 비전을 달성하기 위해 지난 2011년 설립된 기초과학연구원은 ‘연구자의 수월성’과 ‘연구 협력의 개방성’, 그리고 ‘연구 주제의 창의성’ 및 ‘연구 활동의 자율성’이라는 4대 철학을 중심으로 운영되고 있다.

기초과학연구원은 인류사회에 유용한 과학지식을 창출하기 위해 연구단 중심의 창의적 단일주제에 몰입할 수 있는 환경을 조성하는 것을 중요한 과제로 생각하고 있다. 이러한 연구환경은 연구자들이 실용적 연구 성과에 대한 부담 없이 안정적인 환경에서 연구에만 전념할 수 있게 하겠다는 기관의 철학이 반영된 것이다.

현재 기초과학연구원은 수학과 물리, 그리고 화학, 생명과학, 융합 등 5대 분야에 걸쳐 31개 연구단을 운영하고 있다. 대전에 위치한 본원 외에도 KAIST와 서울대, POSTECH 등 전국의 연구중심대학에서 인력과 인프라를 공유하며 운영하고 있다.

연구 분야 외에도 기초과학연구원은 국가 차원의 장기적이면서 대형 규모의 기초과학 연구를 수행하고 있는 것으로 유명하다. 특히 정부의 지원과 우수 연구자들의 노력에 힘입어 권위있는 과학 학술지인 네이처(Nature)가 선정한 전 세계 정부출연연구기관 중 17위를 차지하는 성과를 거두기도 했다.

기초과학연구원의 비전은 ‘인류와 사회를 위한 발견(Making Discoveries for Humanity & Society)’이다. 우리가 살고 있는 세계에 대한 논리적 이해와 발견을 통해, 위대한 과학자들이 그랬던 것처럼 인류를 새로운 인식의 지평으로 인도하는 것을 기초과학연구원의 사명으로 삼고 있다.

물론 기초과학이 경제성면에서 응용과학에 떨어지다보니 이런 경시하는 풍조가 기초과학연구원 도약에 영향을 미치기도 한다. 실제로 과학기술을 바라보는 시각도 기초과학연구원의 설립 이후 급변하고 있다. 예를 들면 4차산업혁명 분야가 강조되고 있거나, 우리나라의 경우 소재·부품·장비 산업이 강조되는 이슈가 기초과학에 대한 집중을 분산시키는 요인이 되고 있다.

하지만 기초과학연구원은 기초과학 연구를 하는 연구기관인 만큼 성과 창출이 더딜 수밖에 없다. 다만 기초과학이라고 하면 어딘지 모르게 딱딱하고 어렵다고 느끼는 경우가 많지만, 최근 들어서는 국민 생활에 밀접한 연구를 추진하고 있어 주목을 끌고 있다.

난청 원인 밝혀내는 연구로 국민생활에 도움 제공

기초과학연구원의 인지사회성연구단은 최근 분당서울대학교병원 및 미 마이애미대학 등과의 공동연구를 통해 새로운 난청 유전자 돌연변이가 청각신경병증을 유발하는 매커니즘을 규명했다고 발표했다. 이로써 의료계는 청각신경병증에 의해 발생하는 질병인 난청을 치료할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

‘청각신경병증(ANSD)’은 달팽이관 또는 청신경 이상으로 소리 인지는 가능하지만, 말소리를 구별할 수 있는 능력은 저하되는 난청 질환이다. 일반적으로 난청은 병리학적 원인에 따라 치료법과 결과가 좌우되는데, 그중에서도 청각신경병증은 원인과 양상이 다양하여 치료가 매우 어렵다.

난청의 원인에는 ‘달팽이관 지지세포(GLS)’이상에 따른 기능 저하가 대표적이다. 그러나 이에 관여하는 난청 유전자의 종류와 발병 메커니즘은 밝혀진 바가 거의 없었다. 그런데 기초과학연구원 연구진이 중심이 된 공동연구팀이 유전학적 검사를 통해 달팽이관 지지세포에 존재하는 새로운 난청 유전자를 규명하고 병리학적 기전을 세계 최초로 밝혀낸 것이다.

연구팀은 우선 난청의 원인을 찾고자 진행성 청각신경병증을 가진 한국과 중국 국적 환자군의 가계도를 분석했다. 유전자 검사 결과 공통으로 TMEM43 돌연변이가 유전됨을 확인했다. TMEM43 유전자가 난청의 원인이라는 의미다.

이는 TMEM43 돌연변이 유전자를 주입한 생쥐 모델 실험을 통해서도 확인됐다. 정상적인 쥐는 성장하면서 달팽이관 지지세포도 커지지만, 돌연변이 쥐의 경우 커지지 않는다는 사실이 드러났기 때문이다. TMEM43 돌연변이가 달팽이관 지지세포에 이상을 야기한다는 점을 추정할 수 있는 근거다.

이같은 결과에 대해 인지사회성연구단의 이창준 단장은 “이번 성과는 임상 의사와 세계 각국의 기초과학자들이 협력하여 도출한 결과”라고 강조하면서 “그동안 연구가 다소 부족했던 말초신경계 달팽이관 내 교세포의 분자생리학적 역할을 규명했다는 데 의의가 있다”라고 덧붙였다.