바이오 연구자

▲ 바이오 연구자 인터뷰 시리즈(1편)

▲ 바이오 연구자 인터뷰 시리즈(마지막 편) [1]

1 개념

바이오 분야 연구에 종사하는 연구자를 말한다.

현대 바이오 분야의 연구흐름을 살펴보면, 연구자들의 연구주제가 특정 한가지 분과에만 속한다고 보기 어려울 정도로 분과간 경계가 모호해지거나 허물어지고 있다. 심지어 바이오 분야와 전혀 관계없을 것 같아 보이는 분야와의 융합/협동 연구도 매우 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 현대 바이오 분야의 연구 특성을 배경으로 등장한 통칭 개념이 바로 바이오 연구자다. 즉 21세기 전에는 자주 사용되지 않는 개념이었으나, 21세기들어 BT산업이라는 개념의 등장과 함께 바이오 연구에 있어 분과 및 분야간 경계 해체/융합이 대세가 되면서 본격적으로 등장한 통칭/통합 개념인 것이다. 한편 바이오 연구자라고 하면, 일반인들은 전통적인 의미의 생물학 전공자 출신의 연구자를 떠올리기 쉽지만, 이러한 전통적 의미의 생물학 전공자 외에 화학, 농림수축산학, 식품학, 기초의약학, 생명공학 그리고 언뜻 보기엔 바이오 분야와 관계가 없을 것 같은 전산학, 물리학, 심리학 등 다양한 학문적 배경을 가진 전공자들이 바이오 분야 연구에 종사하고 있다. 요컨대 바이오 연구는 일종의 학제간 연구에 속한다고 할 수 있다.

한편 바이오 분야라고 할 때, 그에 속하는 학문분과를 정리하자면 아래와 같은 것들을 들 수 있다.

  • 농학 : 작물학, 원예학, 농생물학, 농화학
  • 축산학 (학교에 따라 동물자원학이나 동물응용학으로도 불린다.)
  • 산림학 : 임학과, 임업공학
  • 생명공학[2]
  • 식품공학
  • 식품영양학
  • 화학
  • 생물학
  • 약학
  • 기초 의학[3]
  • 기초 수의학
  • 뇌과학[4]
  • 생체공학 : 의공학을 포함한다.
  • 환경공학[5]

2 필요한 능력

1950년대(DNA 구조 발견의 시대)부터 분자생물학 및 이에 기초한 유전학이 현대 바이오 연구의 주류로 정착되었다. 분자생물학과 유전학은 발생학, 조직학, 계통분류학 등 고전적인 생물학 분야들의 기초를 설명해주었고, 바이오 연구자들은 환호하였다. 이에 따라 연구 인력 및 자본도 분자생물학과 유전학으로 급속히 집중되게 되었다. 한편 분자생물학과 유전학은 DNA와 효소 등 단백질을 연구의 대상으로 삼았는데, 그것들의 이해를 위해선 화학적 방법론이 필수였다. 이에 따라, '관찰 및 분류'로 대표되는 고전적 생물학의 방법론과 분자생물학 및 유전학의 생화학적 방법론 사이에 큰 차이가 생기게 되었다. 결국 현대의 생명과학은 다양한 연구 방법론이 적용되고 있고, 표기에서도 'Biological Sciences' 또는 'Life Sciences'라는 복수형 명사가 사용되고 있다. 이처럼 다양한 연구방법론이 적용되고 있는 현대의 바이오 분야의 연구자에게는 물리학, 화학, 계산과학 및 모델링 등 다양한 연구 방법을 이해하고 자신의 연구목적에 맞는 방법을 선택할 수 있는 능력이 필수적이 되었다. 즉, 혁신적인 방법론을 개발하거나, 적어도 원리를 깊게 이해하고 응용할 수 있기 위해서는 물리학/화학/공학 등 인접학문의 지식과 연구방법 등의 도입이 필수적이게 된 것이다. 인접학문에서 발달한 다양한 연구방법론에 대한 관심과 습득을 외면하고, 오로지 전통적인 생물학을 공부하는 것만으로는 현대 바이오분야 연구에서 난관을 돌파하기 위해 절실하게 요구되는 새롭고 독창적인 연구방법론을 개발하기가 매우 어렵기 때문이다.

실제 연구 현장에서도 바이오 분야에서는 학제간 연구가 매우 활발하다. 구체적인 예는 아래 ' 타 분야 출신의 바이오 연구자' 문단을 참조.

2.1 취업시 필요한 능력

공직에 석사/박사급 연구원으로 들어가려면 다음 조건을 갖추는 게 중요하다.

- 최근 5년간 국외 SCI 논문 주저자 2편 이상
- 포닥 경력 3년 이상
- 제1저자 또는 교신저자로서 IF 7 이상 논문 보유자
- CNS 논문 보유자 (Accept 포함)

3 분야별 교육기관

바이오 분야는 여러 학과에서 동일 분야를 연구하고 있는 경우가 많다[6].이하에서는 다음과 같이 분야별로 나누어 해당 분야를 연구하고, 해당 분야 연구자들을 양성하는 고등교육기관들을 살펴보고자 한다.

  • 1번 분야: 개체 이하의 미시적 단위에서 생명현상을 연구하는 분야 (생화학, 유전학, 분자생물학, 구조생물학, 발생학 등)
  • 2번 분야: 개체 단위 혹은 그 이상의 거시적 단위[7]에서 생명현상을 연구하는 분야 (동물행동학, 생태학, 행동생태학, 진화생물학, 분류학 등)
  • 3번 분야: 특정 분류에 속하는 생물체의 생명현상을 연구하는 분야 (미생물학, 곤충학, 조류학, 해양생물학, 식물학, 기생충학 등)
  • 4번 분야: 위 1~3의 연구결과를 바탕으로 그의 산업적 응용에 중점을 두는 분야 (생명공학, 유전공학, 식품영양학, 농학, 축산학, 산림학, 생체공학, 약학 등)

참고로 위 1번 ~3번 분야에 대한 연구는 소위 기초연구에 속한다고 할 것인데, 그 중에서도 현재 바이오 분야의 연구는 위 1번 연구에서 집중되어 있는 상황이다. 즉 기초연구 중에서도 1번 분야가 주류라고 할 수 있다. 실제로도 바이오 분야 연구에 대한 거의 모든 지원은 주로 미시적 단위, 그 중에서도 분자구조를 연구하는 분야에 집중되어 있다. 심지어 21세기 들어 노벨 화학상도 생화학 분야에서 주로 나오는 실정이다. 이는 현대의 바이오 분야 연구가 분자생물학 특유의 기반으로 다양한 접근방법이 시도되고 있다는 점이 가장 큰 이유가 되는 듯하다.

3.1 전공의 의미에 대해

이 문서에서 다루는 '전공'이란 연구실이 어느 학과에 속해있는지 또는 석박사과정을 어디에서 밟는지에 대한 이야기이다. 학-석-박을 같은 학과에서 받는 것이 일반적인 루트이긴 하지만, 그렇지 않은 길을 밟는 경우도 상당히 많다. 즉 학-석-박 소속 학과가 각기 다른 경우도 부지기수다. 가령 생명과학과 학부 출신이 의대 석박사과정에 진학해 연구한다든지[8], 반대로 의대 학부 출신이 생명과학과 석박사과정에 진학해 연구한다든지 하는 것이 얼마든지 가능하다. 예를 들어 유명 학자인 김빛내리 교수[9]의 경우, 학사와 석사과정은 미생물학과에서, 박사과정은 화학과에서, 박사후 연구과정은 의과대학[10]에서 했으며, 현재는 생명과학과에서 교수로 있다. 그런데 연구자로서의 연구분야를 결정함에 있어선 박사과정을 어디서 했는지, 즉 박사과정에서 무엇을 전공했는지가 가장 영향이 크다.

이 커리어패스를 구체적으로 알아보기 위해 한 약학대학 생화학 연구실의 박사과정 구성원 학력을 보자.

  • 4명 : 생명과학과 학사 - 약대 생화학 석사 - 약대 생화학 박사
  • 3명 : 약대 학사 - 약대 생화학 석사 - 약대 생화학 박사
  • 2명 : 농학과 학사 - 약대 생화학 석박통합
  • 2명 : 식품영양학과 학사 - 식품영양학과 석사 - 약대 생화학 박사
  • 1명 : 생명과학과 학사 - 유전공학 석사 - 약대 생화학 박사
  • 1명 : 생화학과 학사 - 약학대학 생명약학 석사 - 약대 생화학 박사
  • 1명 : 약대 학사 - 약대 병태생리학 석사 - 약대 생화학 박사
  • 1명 : 생명공학과 학사 - 생명공학과 석사 - 약대 생화학 박사

위의 경우에서 볼 수 있듯이, 농학과/생명과학과/생명공학과/생화학과/식품영양학과/약학대학 중 어느 학과에서 학사과정을 이수했든지 간에, 최종적으로는 같은 박사과정에 갈 수 있다는 이야기다. 아무래도 넓게 보면 모두 바이오 분야로 연결되어 있고, 학사과정 단계에서는 공통으로 배우는 과목들이 꽤 많이 있기 때문에 대학원과정을 다른 학과 소속 연구실로 진학하더라도 큰 무리없이 수학이 가능한 것이다. 학부에서의 수학은 '(석)박사 과정 입학을 허락받을 수 있는 정도'만 만족하면 된다.

3.2 1번 분야

1번 분야를 연구하고 연구자를 양성하는 고등교육기관으로는 생물학 관련 학과(생명과학과, 분자생물학과, 생물교육학과 등), 화학 관련학과 (화학과, 생화학과, 화학교육학과), 의대나 수의대의 기초(수)의학교실 등이 있다. 여기서 화학과가 포함되어 있는 것에 의아함을 느낄 사람도 있을 수 있을텐데, 1번 분야의 연구는 주로 분자수준의 미시세계를 그 연구대상으로 하기 때문에 화학적 지식 및 연구방법론이 유용하게 활용될 뿐만 아니라, 실제 화학과에서도 생명현상 및 생명체를 대상으로 한 연구가 많이 이루어지고 있다. 예를 들어 분자생물학의 핵심기술인 PCR[11]을 개발하여 노벨화학상을 수상한 캐리 멀리스[12]는 학부는 조지아공대에서 생물학이 아닌 화학을 전공했으며, 이후 UC 버클리에서 생화학으로 박사학위를 받았다.

한편 생명공학과나 약학과의 일부 연구실에서도 1번 분야의 연구가 이루어지고 있으나, 위 학과들에서의 연구는 기본적으로 산업적 응용과 효용에 궁극적 목적을 두고 있어, 순수 기초 연구와는 성격을 달리 한다.

3.3 2번 분야

2번 분야를 교육 및 연구하는 고등교육기관으로는 각 대학의 생명과학과가 있다. 생물교육학과에도 간혹 2번 분야를 연구하는 랩이 있긴 한데, 흔치는 않다. 한편 동물행동학이나 동물생태 분야에 있어서는 학부 수의학과 전공자 중 해당 분야 연구로 뛰어드는 사람이 종종 있다.실제로 이 기사에 따르면 업무상 동물 사체를 하도 많이 봐서 공룡이 어떻게 죽었는지 연구하는 수의사도 있다.

3.4 3번 분야

3번 분야를 교육하고 연구하는 고등교육기관으로는 생물학 관련 학과(생명과학과, 미생물학과, 생물교육학과), 농대의 농생물학과, 해양학과, 의대나 수의대의 기초(수)의학 교실 등이 있다. 미생물학 같은 경우에는 여러 학과에서 연구를 수행하고 있다. 가장 많은 학과에서 연구되고 있는 학문이 아닐까 싶을 정도다. 예를 들어 생명과학과나 미생물학과의 미생물학 연구실, 농생물학과의 미생물학 연구실 (주로 농작물 병충해 관련), 의대의 미생물학 교실, 수의대의 수의미생물학교실 등이 그것이다. 그런데 같은 미생물학이더라도 연구가 이루어지고 있는 연구실마다 연구의 목표나 성격이 다르므로, 진학시 이를 알아보지 않고 그저 미생물학이니 다 똑같겠지라고 생각하면 안된다. 한편 기생충학의 경우에는 우리나라 생물학 관련 학과들에서는 거의 연구나 교육이 이루어지고 있지 아니하며, 기생충학을 공부하고 싶으면 의대나 수의대의 기생충학교실에 진학해야 한다.[13] 한편 의대나 수의대의 기생충학 연구는 주로 진단과 치료에 초점이 있으므로, 만약 기생충의 진화와 관련된 연구를 하고 싶다면 의대 기생충학 교실로 진학할 것이 아니라, 진화생물학을 연구하는 생명과학과 소속 연구실로 진학해서 연구대상을 기생충으로 선택해야 한다. 한편 곤충학은 농대 및 생명과학과에서 교육 및 연구가 이루어지고 있고[14], 해양생물학의 경우에는 해양학과와 생명과학과에서 교육 및 연구가 이루어지고 있다.

3.5 4번 분야

4번 분야를 교육 및 연구하는 고등교육기관으로는 생명공학과, 식품공학과, 식품영양학과, 농학과(식물의학과, 작물농학과, 원예농학과 포함), 농생물학과, 축산학과 (동물농학과), 산림학과, 생체공학과, 약학과 등이 있다.

산업적 응용을 전문적으로 연구하는 연구실에서는 1~3번 분야와 관련한 기초지식을 만드는 연구를 하기보다는 관련 산업에 응용하는 데 초점을 맞춘다. 산학 협동 연구도 활발히 이루어지는데, 관련 산업으로는 아래의 경우를 예로 들 수 있다.

  • 제약업
  • 식품가공업, 음료/식료업
  • 축산업, 농업, 임업

4 타 분야 출신의 바이오 연구자

바이오 연구자들은 위에서 언급한 바이오 분야의 학문을 전공한 경우가 대부분이지만, 비(非) 바이오 분야를 전공했음에도 생명현상을 연구하는 경우도 상당히 많다. 물론 그들 역시 바이오 연구자이다. 이러한 타 학문 전공자의 진입이 바이오 분야에서 비교적 많이 일어나는 까닭은 위에서 설명했듯이 현대 바이오 분야의 연구방법은 물리학, 공학 등 타 학문에서 개발된 방법을 많이 채용하고 있고, 그에 따라 학제간 연구[15]가 매우 활발하기 이루어지고 있기 때문이다.

뇌의 신호전달 과정은 기본적으로 전기적인 흐름을 바탕으로 하기 때문에 물리학적 이해가 필수적이다. 또 뇌의 기능에 따른 영역의 활성을 보기 위해서는 컴퓨터공학, 전자공학적인 접근이 필수적이다. 조장희 가천의대 석좌교수는 세계적인 뇌과학자이다. 그런데 실제 전공은 전자공학이다. 조 교수는 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기공명 단층촬영(MRI), 양전자 방출 단층촬영(PET) 기기를 개발하기도 하였고, 종종 노벨상 후보로 거론되기도 한다.

X-선 회절이나 양자역학 등을 이용하는 연구는 물리학자의 도움을 받아야 한다. 예를 들면 DNA 이중나선구조를 밝혀낸 왓슨과[16] 크릭도 물리학을 전공했으며, 유명 서적인 '생명이란 무엇인가'의 저자는 슈뢰딩거의 고양이로 유명한 양자역학의 대가 슈뢰딩거다. 한편 생물물리/의학물리/물리생물학 등의 분야도 물리학에 대한 전문지식이 필요로 한다.

생물정보학(Bioinformatics)은 인간게놈프로젝트와 더불어 현대 생물학계에서 크게 떠오르는 분야이다. 이쪽은 생물학을 아는 컴퓨터공학전공자들이 주도하는 것이 현실이다.

빅데이터 관련 생명통계학 (Biostatistics).

예를 들어 국내의 대표적인 젊은 진화생물학자로 알려져 있는 장대익 교수의 본래 전공은 과학철학이며[17], 본업 역시 과학철학자이다. 즉 과학철학의 관점에서 진화생물학까지 관심의 대상을 확장하고 연구하고 있는 것이다.

인지심리학 쪽이 뇌과학과 영향을 주고 받는다.

- Edvard Moser와 May-Britt Moser 부부 (2014년 노벨생리의학상 수상) : 고등학교 동창, 대학 동창, 대학원 동창 출신의 부부이다. 1990년 심리학을 전공하였고 1995년 신경생리학 박사 학위를 받았다.
- 예일대 신경과학과 이대열 교수는 세계적인 뇌과학자로서, 위에서 설명한 조장희 교수와 공동연구를 수행한다. 이 교수는 학부에서는 경제학을, 석사과정에서는 심리학을 전공하였으며, 이러한 배경학문지식을 바탕으로 박사과정에서 비로소 뇌를 연구하기 시작하였다.소개기사: “뇌의 비밀을 푸는 자가 경제를 지배한다”

5 관련 단체/조직

6 연구자들에게 유용한 웹사이트

1. 문헌 관련

2. 데이타베이스 관련

3. 단백질의 기능 도메인 관련

4. 분산 computing 관련

5. 유전자 발현 데이타베이스 관련

6. 게놈 관련

  • Ensembl: EMBL-European Bioinformatics Institute와 Sanger Centre가 공동으로 운영하는 게놈 데이터 해석 사이트. Draft 서열로부터 자동적으로 유전자를 예측한다. 마커의 위치·반복 서열의 위치 등의 주석(annotation)을 더해 공개하고 있다. 다만 아쉽게도 현재는 사람 염색체 뿐이다.

7. 유전자 해석 관련

  • Human-Mouse Homology Map: NCBI(National Center for Biotechnology Information)가 운영하는 사이트. 유전자의 진화·발현 과정 연구시 유용
  1. ↑ 여기에서 인터뷰 시리즈 전편을 볼 수 있다
  2. ↑ 일부 학교에서는 화학공학과에서 생명공학의 일부 과목을 가르치기도 한다. 하지만 보통은 커리큘럼상 큰 비중을 차지하지 않는다. 화학공학과에서는 화학이나 생물보다 물리를 훨씬 더 많이 공부한다(...)
  3. ↑ 의학의 경우, 일반적으로 기초의학이 바이오 분야에 속하는 학문이다. 하지만 임상의학을 전공했다고 하여 바이오 연구자가 될 수 없는 것은 아니다. 예를 들어 구글에서는 신경과 임상경력을 갖추고 신경과학 관련 연구에 관여할 '임상 신경의학자'를 뽑는다. 그리고 제약회사는 내과나 가정의학과 임상 경력을 갖추고 신약 개발에 관여할 Medical advisor를 뽑는다. 다만 Medical advisor는 신약개발 과정에 있어 임상 쪽 의견을 제시하는 선에서 관여할 뿐이며, 하는 일 중에는 마케팅이나 영업 관련 업무도 상당히 많이 있고, 회사에 따라서는 후자의 일을 더 많이 하는 경우도 많아서 바이오 연구자로 볼 수 있는지 애매한 구석이 있기도 하다.
  4. ↑ 원래는 신경생물학의 한 분야에 불과(?)했으나, 최근들어 해당 학문의 발전이 급속하게 이루어지고, 신경생물학과는 다른 특성들이 주목되면서, 뇌과학이라는 이름으로 사실상 독립되었다
  5. ↑ 일부대학에서는 환경생태공학 등의 명칭이 쓰인다.
  6. ↑ 가령 생화학의 경우 화학과, 생명과학과, 의대, 수의대, 그리고 일부 농학과와 식품영양학과에서 연구하는데, 사실 연구내용은 대동소이하다. 솔직히 말해 별 차이 없다. 심지어 과거에 소속 학과별로 학회가 따로 조직되어 있다가, 2000년대 들어 학회도 하나로 통합되었다.
  7. ↑ 개체군, 생태계 등
  8. ↑ 학부에서 의학이나 수의학을 전공한 학생들 대부분은 임상(수)의사로 진출하고 있기 때문에, 기초(수)의학교실에서는 학부에서 화학이나 생물학 관련 분야를 전공한 사람들을 적잖이 찾아볼 수 있다. 그러다보니 2015년 기준으로, 의대나 수의대의 기초(수)의학교실의 교수들 중에 학부에서 의학을 전공한 사람의 비율이 50%초반 선까지 내려온 상태다. 즉 기초(수)의학교실에는 학부에서 의학이 아닌, 화학이나 생물학 분야를 전공한 교수들의 비율이 늘어나고 있다.
  9. ↑ 국가과학자로 선정된 바 있으며, 노벨상 유력 후보로 자주 거론된다. 2015년 현재 기초과학연구원 RNA연구단장과 서울대 교수를 겸임하고 있다.
  10. ↑ 미국 펜실베니아대학교 하워드휴즈메디컬연구소
  11. ↑ 영화 '쥬라기 공원'을 통해 널리 알려진 '중합효소연쇄반응'기술이 PCR이다. 영화에서 호박에 박혀있는 중생대 모기의 피를 뽑아 공룡을 부활시키는 장면은 PCR 이론에서 착안한 것.
  12. ↑ 1985년 미국 바이오기업인 '시터스'에서 연구하던 멀리스 박사는 유전자 한 개를 수십억 개로 증폭시킬 수 있는 PCR 기술을 개발하였다. 이 기술은 지금 수많은 질환의 진단과 예측에 사용되고 있다. 안젤리나 졸리를 '선제적' 유방절개 수술로 이끈 것도 PCR 분석 결과다. 혹자는 바이오테크의 역사를 PCR 기술 이전과 이후로 나눌 정도로 영향력이 큰 발명이다. PCR 관련 시장 규모는 현재 10조원을 넘는다.
  13. ↑ 외국의 경우도 기생충학 연구는 주로 의대 또는 수의대에서 이루어지고 있으며, 본격적으로 기생충학을 연구하는 생명과학과는 흔치 않다.
  14. ↑ 다만 국내 생명과학과 중 곤충학 연구실이나 곤충학자가 있는 곳은 많지 않다. 곤충학을 전공한 교수 및 관련 연구실을 확인해보고 싶으면 한국 곤충학회 홈페이지에서 찾아보면 된다.
  15. ↑ 단순 학제간 연구를 넘어서, 아예 융합을 표방하는 학자들도 있는데, 생물물리학자, 물리생물학자, 생화학자, 화학생물학자, 생체공학자 등이 대표적인 예다.
  16. ↑ 제임스 왓슨은 시카고 대학과 인디애나 대학원에서 동물학을 전공했다. 타 분야 출신이기는 커녕 오히려 정통 생물학자라고 봐야 한다.
  17. ↑ 심지어 학부전공은 기계공학이다