과학기술정보통신부와 한국연구재단은 대한민국 과학기술인상 5월 수상자로 서울대학교 치의학대학원 이윤실 교수를 선정했다고 밝혔다. 이 교수는 조골세포 내 미토콘드리아가 뼈 형성을 촉진하는 원리를 최초로 밝혀내며 골질환 치료 연구에 새로운 방향을 제시한 공로를 인정받았다.
대한민국 과학기술인상은 최근 3년간 독창적인 연구 성과로 과학기술 발전에 기여한 연구자를 매월 선정해 수여하는 상으로, 과기정통부 부총리상과 상금이 함께 주어진다. 과기정통부는 우수 과학자 포상의 위상을 높이기 위해 기존 명칭을 변경해 운영하고 있다.
이번 수상은 고령화로 인해 골다공증, 골감소증, 골절 등 골질환이 증가하는 상황에서 뼈 건강의 중요성이 커지는 가운데 이뤄졌다. 기존 치료법이 주로 골흡수를 억제하는 방식에 의존하고 장기 복용 시 부작용과 치료 중단 기간이 필요하다는 한계가 있는 점도 배경으로 작용했다.
이윤실 교수는 이러한 한계를 보완하기 위해 미토콘드리아를 활용한 새로운 치료 접근법을 제시했다. 조골세포에서 미토콘드리아가 골형성을 촉진하는 역할을 입증하기 위해, 해당 세포의 미토콘드리아에서만 녹색 형광단백질이 발현되는 유전자 변형 생쥐를 개발했다. 이를 통해 조골세포가 활성화될 때 미토콘드리아가 도넛 형태로 변형된 뒤 소포체 형태로 세포 외부로 분비되는 과정을 실시간으로 확인했다.
또한 조골세포에서 분비된 미토콘드리아를 골결손 부위에 이식한 결과, 골전구세포의 분화가 촉진되며 뼈 재생 속도가 빨라지는 현상이 관찰됐다. 이는 미토콘드리아가 단순한 세포 내 기관을 넘어 세포 간 신호 전달과 조직 재생을 이끄는 핵심 요소로 작용함을 보여주는 성과로 평가된다.
이 교수는 더 나아가 유전자 변형 생쥐의 뼈에서 조골세포만을 정밀하게 추출하는 방법을 확립해 연구의 정확성과 재현성을 높였다. 아울러 미토콘드리아 기반 치료 기술과 관련해 국내외에서 다수의 특허를 확보하며 원천기술을 구축했다.
임상 경험을 갖춘 치과의사이자 골생물학과 미토콘드리아 연구 분야 전문가인 이 교수는 정부 연구사업 지원을 바탕으로 이번 성과를 도출했다. 해당 연구는 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 표지 논문으로 선정됐으며, 이후 국제 공동 연구에도 참여해 관련 분야에서의 입지를 강화하고 있다.
이윤실 교수는 “단순히 질환 진행을 늦추는 것을 넘어 손상된 조직을 회복시키는 치료가 보편화되는 것이 목표”라며 새로운 치료 패러다임에 대한 의지를 밝혔다.
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