한국천연물과학기술연구소는 천연물로부터 순도 높은 지표물질을 분리·정제하여 천연물 의약 및 건강기능식품 연구에 대한 전반적인 기술을 지원하는 연구소다. 특히, 비교적 연구기반이 약한 중소기업이나 개인 농가에 적극적으로 연구를 지원해왔다. 식의약품 개발에 있어서 천연물 및 신소재의 중요성이 나날이 증가하고 있다. 연구소를 이끌고 있는 이상현 교수는 표준화된 분석방법과 효능평가법 등을 적극 제공함으로써 천연물 기반 소재개발 연구 및 제품 표준화를 이뤄가고자 한다. 궁극적으로 자연의 선물인 천연물이 의약품과 건강기능식품 등 활발한 산업적 활용으로 이어져 생산자와 수요자 모두의 요구를 충족시키고, 국민건강에 이바지하겠다는 목표다.
천연물 연구의 활용 범위를 넓혀가야 할 때
식물과 동물 등 다양한 천연물을 수집하다 보면, 인류가 아주 오래전부터 천연 자연환경에서 나오는 생물이나 광물 등을 채집해 약으로 사용해왔다는 유추를 할 수 있다. 그리고 효과가 좋은 약의 발견은 약의 보존 방법이나 약효를 높이는 방법에 대한 고민으로 이어졌을 것이다. 현대에서 천연물은 의학적으로 사용하기 위해서 특정한 처리 과정을 거치고, 이러한 과정을 거친 결과물을 생약이라고 하는데 이는 예전부터 인류가 고민을 거듭하고 발전해온 단계와도 크게 다르지 않다. 생약은 실험실에서 만들어낸 단순한 화합물과는 달리 인체에서 복잡한 생화학 반응을 일으키며 효과를 낸다. 이렇듯 생약처럼 자연에 존재하는 여러 생물로부터 인간에게 도움이 되는 다양한 물질을 분리하고 화학적 구조를 규명하는 학문을 ‘천연물화학(Natural Product Chemistry)’이라 한다.
천연물은 동양인 한국에서는 생약 및 한의학이라는 이름으로 명맥을 이어왔지만, 근대 과학이 전해지면서 천연물의 효과는 과학적인 증명 및 탐구의 대상이 되었다. 천연물은 주로 단일성분으로 이루어져 인체에 강한 자극을 주는 화합물에 비해 안전성이 높지만, 일정한 효과를 균일하게 내기 어렵다는 뚜렷한 장단점을 가지고 있다. 그러나 이러한 한계를 인식하고 천연물을 분석하여 그 작용방식을 증명해낸다면 인간은 안전하면서도 더욱 효과적으로 천연물을 활용할 수 있을 것이다.
2000년대 초반, 일찍이 천연물의 가능성을 알아본 이상현 교수는 전공으로 천연물화학을 선택했다. 천연물화학이 자원으로서의 식물소재를 효율적으로 활용하는 방안을 연구하는 분야인 만큼 이 교수의 연구 분야는 자연스럽게 건강기능식품 연구로 옮겨졌고, 지금까지 30년 가까운 시간 동안 식물성분 분석과 효능 탐색, 신약개발 및 건강기능식품 개발의 표준화를 연구하고 있다. 2020년 2월에는 천연물 표준화 연구를 비롯해 여러 가지 연구지원과 기기분석 서비스를 제공하는 한국천연물과학기술연구소를 창업해 대표로서 활동하고 있다. 한국천연물과학기술연구소에서는 천연물로부터 순도 높은 지표물질을 분리·정제하여 천연물 의약 및 건강기능식품 연구에 대한 전반적인 기술을 지원한다.
“대학생 시절, 선진국들은 음식의 원재료를 가공해 건강과 연관시키거나 식물성분 연구를 본격화한다는 사실을 알게 되었어요. 10년 후면 국내에서도 천연물 연구가 활성화되겠다는 확신이 들었습니다. 당시에는 천연물화학이 농학 계열보다 약학 계열에서 주목받는 상황이었기 때문에 서울대학교 약대로 대학원을 진학해 천연물화학 기반 연구를 시작했습니다.”
유전공학이 대세를 이루던 시기였지만, 이 교수가 진정으로 원하는 학문을 찾고자 탐독한 다양한 분야의 자료에서 식물의 유용성에 관한 논문을 발견한 것도 그가 천연물화학을 전공으로 삼게 된 결정적인 계기가 되었다. 이 교수의 예상대로 2004년 즈음부터 건강기능식품은 주목을 받기 시작했고, 식약처에서도 본격적인 관리를 시작했다. 분야 내 선두주자로 롤모델도, 참고자료도 전무했지만 직접 발로 뛰며 길을 만들면 된다고 생각했던 이 교수. 곧 전국에 있는 천연물관련 연구소를 찾아다니기 시작했고 운명처럼 서울대학교 생약연구소(지금의 서울대학교 천연물과학연구소)를 만났다. 연구를 지속하기에 적당한 곳이라는 판단으로 시작한 공부는 오늘날까지 이어졌다.
“건강기능식품은 일반식품과 달리 원료 물질에 대한 표준화 단계가 필요합니다. 예를 들어 인삼을 원료로 식품을 만들었다면 실제 인삼으로 만들어졌는지, 인삼의 주요한 성분들이 얼마나 포함되었는지 확인이 필요한 거죠. 이러한 표준화 작업이 저의 주요 업무로 어느덧 30년 가까운 경력을 가지게 되었습니다. 우리가 먹는 곡물, 채소, 과일을 포함한 자생식물이 왜 우리 몸에 좋은지를 학술적으로 밝혀내는 순간마다 천연물화학 연구를 선택하길 잘했다고 느낍니다. 저는 제가 하는 일이 여전히 좋고, 이 연구를 통해 더 많은 사람과 소통하고, 세상에 도움이 되고 싶습니다.”
천연물화학 기반 연구 및 활용 범위는 계속해서 확장되고 있는 시점이다. 과학기술이 발전함에 따라 해양 분야의 연구가 활발하게 진행되면서 ‘해양 천연물화학’의 발전 가능성이 떠올랐으며, 분석 및 효능정보를 데이터베이스화해 통합된 정보를 제공하는 천연물 빅데이터 플랫폼이 구축되는 등 정보화시대에 적합한 방식으로 발전하고 있다. 이 교수 또한 그가 속한 분야에 대한 진심과 더불어 오랜 시간 축적한 경험을 시대적 흐름에 효과적으로 융합하여, 자생식물 기반 천연물화학의 발전을 함께 만들고자 여전한 구슬땀을 흘리고 있다.
한국에만 자생하는 식물을 이용한 천연물화학의 연구
세계보건기구는 세계 천연물 의약품 시장이 매년 평균 10%의 가파른 성장세를 유지하고 있으며 오는 2030년까지 423조 원 규모의 시장으로 성장할 것으로 전망했다. 전 세계에서 판매되는 상위 25개 의약품 중 절반에 가까운 약품이 천연물 의약품이거나 천연 유래 물질에 기반한 제품일 정도이다.
특히, 고령 인구 증가로 인해 호흡기질환 및 면역질환, 근육질환 등 만성질환이 증가함에 따라 천연물 의약품이 더욱 주목받고 있다. 만성질환은 복잡한 경로에 의해 발생한다. 단일 작용기전의 합성물질은 부작용이 심하거나 효과를 보기 어려운 문제 때문에 합성의약품을 복합처방 또는 복합물로 개발하는 추세이다. 천연물 의약품은 장기복용에도 부작용이 적고 만성질환의 예방과 개선에 효과를 발휘한다는 장점이 있다. 이에 미국 FDA는 천연물 의약품 가이드라인을 마련하기 위한 구체적인 논의를 시작했고, 독일 등 유럽에서도 천연물 효용의 가치를 인지하고 다양한 천연물을 확보해 그 체계를 잡고 있으며, 새로운 의약품 후보 물질을 생산하기 위해서도 노력 중이다.
이 교수는 100여 종의 식물로부터 식물성을 분리하고 항산화 작용, 항암작용 등 생리활성을 확인하는 연구를 주로 진행해왔다. SCI급 국제 학술지와 국내 학술지에 그의 연구가 소개되는 등 천연물을 활용한 의약품 연구 분야에서의 업적도 인정받았다. 그는 약용식물에 초점을 두고 진행해온 연구를 한국에만 자생하는 특산식물을 이용한 천연물화학 연구로 넓혀가고자 한다. 우리나라에 자생하는 특산식물로부터 획기적인 신물질을 발견하고 나아가 한국 특산식물 연구센터(NPC)를 설립하겠다는 새로운 계획도 세웠다. 국가 경쟁력 제고와 녹색 성장의 뒷받침이 될 특산식물 연구를 통해 국민건강 보건과 국가 경제에 이바지하겠다는 목표를 향해 나아갈 앞으로의 그의 행보에 기대와 응원을 보낸다.
천연물 연구의 지식과 경험을 적극적으로 나눌 것
이상현 교수는 외국에는 없는, 대한민국에서만 자생하는 식물을 활용한 특성화 연구에 집중하고 있다. 석산 추출물을 유효성분으로 포함하는 항균용 조성물, 흰진달래 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물 등 그가 보유하고 있는 특허를 바탕으로 최근 이 교수는, 흰진달래를 비롯해 국내에 많이 수입되는 식물, 밀크시슬에 대적할 수 있는 엉겅퀴의 기능 연구와 함께 고추냉이 연구 병행까지 다양한 주제의 연구를 계획하고 있다. 이 교수는 고추냉이의 경우, 전국을 통틀어 재배 농가를 손에 꼽을 정도로 흔하지 않지만, 매운맛과 단맛이 섞인 독특한 맛은 물론 희귀성, 약리적 효과로도 장래가 유망하다고 덧붙였다.
“바로 어제, 개인 농가로 고추냉이를 재배하는 분이 찾아왔어요. 고추냉이의 효능을 활용해 연구를 해보고 싶은데 진척시킬 방법을 찾지 못하다가 저희 연구소를 발견하고 철원에서부터 먼 거리를 곧장 방문하신 겁니다. 고추냉이에 함유된 isosaponarin이라는 기능성 물질의 연구를 원하셨는데, 저는 연구 방법과 과정 등을 구체적으로 안내했어요. 어제와 같은 사례가 제가 연구소를 창업한 이유이자 나아가고자 하는 방향입니다. 연구소를 통해 제품을 만들거나 수익을 창출하겠다는 생각보다, 그저 많은 사람들에게 도움을 주고 싶은 마음이 큽니다. 혼자만의 고민과 노력으로는 나아가기 어려운 사람들의 물음에 답을 내어주고, 연구가 시작될 때, 그들이 기쁨을 얻고 연구소를 나설 때 저는 그 이상의 기쁨을 느낍니다.”
한국천연물과학기술연구소에 의뢰하는 기업 대부분은 작은 규모의 중소기업들이다. 대기업의 경우 대부분 연구소를 보유하고 있어 자체적으로 분석 및 연구가 가능하지만, 중소기업들의 연구 환경은 현실적으로 열악하다. 대학에 의뢰할 수도 있지만, 이 방법 역시 높은 비용으로 인해 실제로 연구가 이어지지 못하는 경우가 많다. 가까이에서 이러한 사례를 많이 접했던 이 교수는 연구소 창업을 결심했고, 구체적인 도움을 주기 어려웠던 대학교수의 신분에서 연구소 대표로서 적극적으로 기업을 돕고 있다. 현재 연구소와 인연을 이어가고 있는 기업의 수만 100군데가 넘는다.
대표적으로 최근에는 진주시 소재 바이오기업인 ㈜엔피켐바이오도 연구소와 천연물을 활용한 신약 및 기능성 소재개발을 위한 상호협력 협약을 체결했다. 엔피켐바이오는 의약품, 식품, 화장품 소재의 유효성 평가 및 비 임상시험 수탁서비스를 주요 사업으로 하는 기업이다. 이번 협약을 통해 양 기관은 천연물의 유효성분 분석 및 신약 효능평가 연구에 대한 견고한 상호 협력체계를 구축하고 공동 상생발전과 천연물 소재산업 발전을 위해 노력하기로 약속했다.
“개인적으로 정년퇴직을 한 주변 분들을 보면 안타까운 마음이 들었습니다. 지식과 경험을 최대치로 축적한 사람들의 전원을 꺼버리는 것과 같은데, 개인적으로는 물론 국가적으로도 큰 손실이라고 생각하거든요. 연구소를 창업한 계기 역시 같은 맥락입니다. 제가 가진 경험과 기술을 필요로 하는 곳을 고민하다가 개인 농가나 작은 기업을 지원하는 일에 새로운 사명을 건 거죠. 그들의 미래, 나아가 세상의 미래를 위해서도 필요한 일이고요. 70살이 되든 80살이 되든 사람들이 저를 적극적으로 써먹었으면 좋겠어요. 저는 그들에게 제가 줄 수 있는 많은 것들을 내어주려고 합니다.”
나누는 일의 가치와 기쁨을 체험할 수 있기를
안전한 식량자원의 생산 및 확보는 인류의 생존과 국가 안보에 직결되는 문제이다. 동·식물 자원 분야는 식량자원 생산 및 생명과학 분야에서 절대 비중을 차지하는 미래원천 선도 산업 분야이며, 저탄소 녹색 성장을 위한 핵심 산업 분야이다. 21세기를 맞이하여 능동적 변화와 창조적 발전을 모색하고 있는 중앙대학교는 생명자원분야 교육을 위해 생명자원공학부 내에 동·식물관련 가장 경쟁력 있는 동물생명공학과 식물생명공학의 두 전공을 운영하고 있다.
이상현 교수가 전임교수로 재직 중인 생명자원분야 교육의 핵심은 새로운 시대의 요구에 맞도록 새로운 패러다임으로 진화하는 것이다. 이를 위해 진취적인 식물생명산업 전문가 양성과 함께 글로벌 인재를 배출하고자 노력하고 있으며 졸업생들은 국내외 대학원 진학, 국외연구소 연구원, 바이오산업체, 제조업, 바이오벤처기업, 정부 기관 공무원, 국책연구소, 정부출연연구소, 유통 관련 기관 및 연구소 등 다양한 분야에서 중추적인 역할을 담당하고 다양한 분야로 그 활동 범위를 넓혀가고 있다. 전통적인 ‘식량생산’ 개념에 첨단생명과학 및 산업 분야를 접목하여 사회와 시대의 요구에 부응하는 인성과 능력을 갖춘 인재를 양성해 인류의 안녕과 국가발전에 기여하고자 한다.
“학생들이 생명자원에 관한 수업내용과 삶 사이의 밀접한 관계를 깨닫고 관심을 보일 때 보람을 느낍니다. 매 학기 멘토형 면담을 진행하는데 학생들과 허심탄회하게 대화를 나누며 저의 지식과 경험을 나누고, 직업 등 미래에 대한 조언을 건네기도 하며 교육자로서도 행복하게 지내고 있습니다.”
3살 때 소아마비로 인해 지체장애를 지니고 있는 이 교수는 그가 지나온 날들은 평탄하지 않았을지 모른다. 하지만 성경말씀에 있는 “나에게 힘을 주시는 분 안에서 나는 모든 것을 할 수 있습니다(필립4,13)”를 마음에 새기며, 그러나 결코 쉽지 않았을 경험들은 이 교수에게 세상을 향한 더욱 따듯한 마음과 조건 없는 다정한 시선을 지닐 수 있게 했다. 그는 어린 시절부터 타인과 무엇을 나눌 수 있을지, 어떻게 하면 더 나눌 수 있을지 고민하곤 했다. 끊임없이 배우고 도전하며 지금에 이르기까지 많은 이들의 도움이 필요했기 때문이었을까. 그는 중앙대학교 교수로 부임한 이후에도 지속적으로 기부활동을 이어왔고, 2017년도에는 특허 기술 이전으로 받은 5,000만원의 일부를 학교에 장학금으로 기부하기도 했으며, 이후 계속된 발전기금을 기부를 하고 있다. 그의 마음에 학교는 발전기금 전달식을 열어 고마움을 전했다.
“나 혼자만 잘 먹고 잘 사는 것보다 서로 나누며 사는 게 더욱 훌륭한 가치를 실현하는 일이라고 생각합니다. 가족들에게도, 학생들에게도 똑같이 이야기해요. 저희 집 두 아이가 4학년, 6학년이 되었을 때 생일선물을 고민하다가 아이 이름으로 기부를 시작했어요. 기부금은 매달 3만원이었는데 2만7천원은 내가 내고, 나머지 3천원은 아이의 용돈에서 내라고 했었지요. 그 3만원짜리 기부는 아이가 스무 살이 된 지금까지 이어지고 있습니다.”
2020년부터는 ‘생명과 긍정마인드’라는 교양과목을 통해서도 나눔에 대해 가르치고 있다. 과목을 수강한 학생들은 한 학기 동안 나눔이나 기부 계획을 세우고 계획을 수행해나가며, 서로의 나눔에 대해서 이야기를 나눈다. 예술대학 학생들은 재능을 살려 시골에 벽화를 그리고 사진과 학생들은 영정 사진을 찍어주기도 한다. 이렇게 각자 할 수 있는 계획을 모두 수행하면 수업은 완성된다. 비록 수업을 통해서이지만 나눔과 기부를 실행해 본 학생들은 생각지도 못했던 기쁨을 경험할 뿐만 아니라 나눔과 기부를 실천하는 일이 어렵지 않다는 사실도 깨닫는다고 전해왔다. 그래서 많은 학생이 수업이 끝나고도 나눔을 이어가고 있다고 한다. 이 교수 한 사람의 삶과 사람을 대하는 태도와 이를 통한 기쁨을 나누고자 하는 진심은 멈추지 않고 연결되고 이어져 세상 곳곳에 전달되고 있었다.
“자연이 인간에게 주는 기쁨과 인간의 나눔이 바로 행복 아닐까요?” 이 교수는 앞으로도 그의 진심어린 마음을 바탕으로 보람을 찾을 예정이다. 연구에 몰두하며, 도움이 필요한 이들에게 적극 도움을 전달하는 것. 가치 있는 일을 행하며 세상에 그야말로 긍정적인 시너지를 전할 그의 행보에 귀추가 주목된다.
