언제부터 미세먼지란 말이 대중화가 되었는지 모르겠지만, 이제는 대한민국 국민이라면 삼척동자도 알고 있을 정도로 모두에게 친숙한 존재가 되었습니다. 요즘 유튜브 검색을 하면 통계자료 기반의 신뢰성 정보들을 찾을 수 있는데, 불과 3~4년 전만 해도 미세먼지의 주범은 "고등어"라는 유언비어가 유행할 정도로 미세먼지에 대한 무지와 공포로 제대로 된 정보는 찾아보기 어려웠던 것 같습니다.

2016년에 미세먼지와 오존의 발생원인을 찾기 위한 NASA와 환경부 공동조사가 TV 다큐멘터리로 방영된 적이 있습니다. 그때까지만 해도 미세먼지의 원인은 무차별적인 산업화로 발생한 오염원으로 알려졌었기에 NASA와 체계적인 원인분석의 과정을 거쳐 결국 범인은 "중국"이란 결과를 예상했었습니다.

그러나 조사결과는 기대와 달리 미세먼지 발생원인은 무엇인지 모르고, 중국의 영향은 40%를 넘지 않는다는 놀라운 결과를 들을 수 있었습니다. ¹⁾ 지금이야 많은 조사 자료들이 발표되면서 이미 수십 년 전부터 대기질 조사와 미세먼지 연구가 진행되어왔었고, 시계열 조사에 의하면 20~30년 전이 지금보다 몇 배는 더 대기질이 심각했었다는 사실을 많은 사람이 알고 있을 겁니다.

최근 언론이나 유튜브를 보면 정도의 차이는 있지만, 대부분이 국내 미세먼지의 주요 원인이 중국의 영향이 크다는 결론이 많은 것 같은데, 2017년 한미 협력 국내 대기질 공동조사 결과도 국내 원인이 52%, 국외 원인이 48%로 나온 것으로 보아 중국이 문제는 맞긴 한 것 같습니다. ²⁾ 최악의 미세먼지가 연일 계속되었던 지난달 언론에 나왔던 중국발 미세먼지 위성사진은 가히 대륙의 거대함과 함께 공포 조성에 효과적이었던 것 같습니다. 저 큰 땅덩어리의 반 이상이 미세먼지로 덮여있는 사진을 보면 대기오염으로 중국은 곧 망하지 않을까 싶을 정도로 위협적이었습니다. 그런데 이런 보도는 근거 없는 잘 못된 내용이라는 환경단체의 비난이 바로 나왔었고, 지금은 이와 유사한 자료가 사용되진 않는 것 같습니다. 참고되었던 위성사진 자료는 어스널스쿨이란 사이트의 그래픽 프로그램으로 인공위성의 실시간 상황을 보여주는 것은 아니고 전 세계 바람의 흐름을 보여주기 위해 만든 프로그램이라고 합니다. ³⁾ 어스널스쿨 운영자도 사람들의 요구로 미세먼지 유사 데이터를 반영해 극적으로 표현한 것이지 미세먼지와 같은 환경연구 목적으로 만든 것은 아니라고 합니다. NASA와의 공동조사에서도 인공위성, 항공장비, 지상 관측장비를 이용해 종합적 분석을 했었고, 위성자료 만으론 지상의 미세먼지 추정이 아직까진 불가능하다고 합니다.

[그림 1] 어스널닷컴 미세먼지 적용 시뮬레이션 결과 (출처:https://earth.nullschool.net)

어스널스쿨에 들어가면 정말 잘 만든 프로그램이란 느낌이 들고, 전 세계 기상 데이터를 보유한 미국이란 나라의 어마어마함도 새삼 느낄 수 있었지만, 정확하지 않은 정보를 사용하는 것은 잘못된 국민 의식을 조장할 수 있으므로 더욱 주의해야 하고 덮어놓고 중국 탓으로 돌리기보다는, 미세먼지에 대한 국민인식의 변화를 위해 정확한 정보가 제공되어야 하고 상호 협력을 위한 외교적 노력이 필요하다는 말은 설득력 있어 보입니다.

아주대 예방의학과에 재직 중이며 환경운동연합 공동대표를 맡고 있는 장재연 교수는 정부의 미세먼지 대책에 대한 정책 방향을 지적하고, 잘 못 된 인식을 국민에게 심어주고 있다는 주장을 다양한 언론을 통해 말하고 있습니다. 그런 의견 중에 대표적인 것이 환경부에서 내놓은 미세먼지 국민행동요령 중 미세먼지가 심한 날 마스크를 착용하라는 부분에서 마스크가 미세먼지 흡입을 막는데 큰 효과가 없으며 노약자의 경우 되려 해로울 수 있다고 합니다. 마스크 사용을 반대하는 이유를 들어보면 정말 공감할 수밖에 없는데요! 미세먼지 발생원인이 화석연료 사용과 소각이 큰 부분을 차지하고 있는데 한 번 사용한 마스크는 재사용할 수 없어 소각장에서 소각되고, 소각된 마스크는 미세먼지가 다시 발생시키고, 이를 막기 위해 마스크를 다시 쓰는 악순환이 계속되기 때문에 잘못된 조치라고 말하고 있습니다. ⁴⁾

[그림 2] AQI 미세먼지 행동요령 (출처:https://www.airnow.gov/index.cfm?action=particle_health.index)

미국의 미세먼지 행동요령(AQI)을 보면 국내와 달리 마스크를 착용하라거나 공기청정기를 사용하라는 말은 없으며 활동을 줄이라는 내용만 있을 뿐이었습니다. ⁵⁾ 미국은 대기질이 한국에 비해 좋으니까 그렇겠지라는 생각도 들지만 20년 전 국내 대기질이 더 좋지 않았음에도 지금보다 그때가 야외활동이 많았던 것을 보면 지금 우리의 반응이 너무 유난스러운 건 아닌가 싶기도 합니다. 장재연 교수는 마스크 지급이나 전기차 보조금을 늘리는 것보다 미세먼지 감축을 위한 예산을 산업체의 미세먼지 발생 단속과 감시를 위한 보조금 지원을 현실화하는 것이 미세먼지 저감에 더 효과적일 것이라고 합니다.

미세먼지가 심한 날 정부에서 발표하는 것을 들으면 중국과 북한발 미세먼지와 대기정체가 자주 등장하는 것 같습니다. 기상요인은 하늘의 뜻이니 정부로서도 뚜렷한 대책을 내기는 어려워 보입니다. 국외 요인은 중국이 원흉일 텐데 중국의 경우 2013년 이후 이전보다 30~40% 감축한 상태이고 앞으로도 더 드라마틱한 감축 성과를 내지 않을까 싶습니다. 게다가 올 11월 한.중.일 미세먼지 공동연구 결과가 발표될 예정이란 환경부의 반가운 소식을 들었는데, 아마도 연구결과를 기반으로 외교적 협력이 전격 진행될 것으로 기대되며 미세먼지의 국외 기여도는 상당 부분 감소 되지 않을까 싶습니다.

그렇다면 국내 미세먼지 감축은 국내 배출가스를 줄이기 위한 노력이 실질적인 문제 해결 방안이 아닐까 싶습니다. 늦은 감은 있지만 최근 정부와 많은 연구기관에서 미세먼지 원인 규명과 감축을 위한 연구와 정책들이 진행 중으로 알고 있습니다. 당장은 아니더라도 언젠가는 우리도 일본처럼 미세먼지 청정구역이 될 수 있을 것으로 믿어 의심치 않으며, 일본은 어떻게 해결했고 유지하고 있는지를 배운다면 그 시기도 앞당길 수 있으리라 봅니다.

[그림 3] OECD 주요국가 1인당 전력소비량 (출처: IEA, 「Key World Energy Statistics)  

대기질이 서울 못지않게 나빴던 도쿄의 경우 2003년 NO 디젤 정책을 시행하면서 단시간에 비교할 수 없을 정도의 미세먼지 감축 효과를 이루어 냈습니다. 정부와 지자체의 정책 수립과 엄중한 규제와 단속이 있었고, 정책에 발맞추어 경유차에 대한 수요를 줄이는 방향으로 자동차 산업구조도 변화하면서 극적인 효과를 이루었다고 평가받고 있습니다. ⁶⁾ 게다가 후쿠시마 사태 이후 핵발전의 비율이 제로에 수렴하면서 화력 발전 비율이 80%까지 증가했음에도 화력/석탄 발전의 비율보다는 LNG와 재생에너지 비중을 높이면서 환경문제 해결을 위해 노력했다고 합니다. '아무리 미워도 역시 일본은 일본이구나' 라는 생각을 할 수밖에 없었고, 1인당 전력소비량을 보더라도 신기하게 일본이 한국보다 훨씬 적은 것을 보면 국민적 노력도 상당했을 것으로 보입니다.⁷⁾ 물론 주거당 전력 소비량은 한국이 일본의 반밖에 되지 않는 걸 보면 국내 산업체 전력 소비 구조가 국내 전력 문제를 해결하기 위한 개혁 대상으로 보입니다.

미세먼지의 공포에서 벗어나기 위해선 정부 정책만으로 불가능하고 국민 전체의 의식변화와 노력이 동반되지 않으면 안 된다는 것은 다들 공감하고 있을 것입니다. 국민 비용 부담이나 기업과 경제 발전을 위해 정책 변화를 두려워하기엔 우리가 맞닥뜨린 환경문제는 무시할 수 없는 수준인 것 같습니다. 경제 이론을 보면 편익과 기회비용은 반비례한다고 합니다. 우리의 편익은 줄이지 않으면서 기회비용만 줄이고자 한다면 미세먼지 감축은 절대 성공할 수 없습니다. 바로 할 수 있는 일들은 바로 실행해야 할 때입니다. 전기 사용도 줄여야 하고 경유차 수요도 줄이기 위한 노력이 필요합니다. 전기의 경우 특히 아껴야 하는 주체는 기업이 되어야 하고, 국가 차원의 신재생 에너지 투자도 늘려야 하고, 신재생 에너지에 의한 전력공급 증가를 위한 국민 전체의 공감과 지지가 필요해 보입니다. 과학과 환경의 문제를 정쟁의 수단으로 이용하는 어리석은 행동도 이제 그만두고 현재를 직시했으면 합니다.

이상 미세먼지가 계속 기승을 부렸던 지난 몇 주를 되새기며 두서없이 짧은 소견을 적어보았습니다.

참고자료

1) 경항신문 보도자료 : http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?art_id=201707191557011 
2) BBC 보도자료 : https://www.bbc.com/korean/news-43524873 
3) 어스널스쿨 : https://earth.nullschool.net/ 
4) 장재연의 미세먼지 이야기 : http://kfem.or.kr/?p=188412 
5) AQI 미세먼지 행동요령 : https://www.airnow.gov/index.cfm?action=particle_health.index 
6) 매일경제 보도자료 : https://www.mk.co.kr/news/world/view/2016/06/394323/ 
7) 국가별 1인당 전력 소비량 : http://www.index.go.kr/unify/idx-info.do?idxCd=4102&clasCd=7 

작성 : 대전지사 양성진 책임 개발자

Posted by 人Co

합성생물학 분야에서 컴퓨터 안에서 설계되어 작동하는 가상 세포(virtual cell)라는 개념이 있다. 단백질과 DNA, RNA 같은 분자물질 수준에서 생명현상을 연구하는 실험실 연구 방식과 달리, 세포의 대사 전반적인 과정을 컴퓨터로 구현해 생명 현상을 연구하고, 이를 미생물 공학에 응용하려는 방법이다. 이와 같이 세포는 사이버 공간에서 존재하므로, 소프트웨어는 세포의 대사 과정을 구현하는 중요한 연구 도구로써 사용되고 있다. 세포의 유전자 형질을 바꾸는 작업을 프로그래밍에 비유할 수 있는데, 즉 특정 대사 기능을 하는 DNA를 하나의 회로 설계로 간주하고, 이를 전자기기 논리회로 설계처럼 할 수 있는 합성생물학 프로그래밍 언어가 개발되었다.

"Cello" 라는 프로그래밍 언어는 미국 MIT의 합성생물학자인 Christopher Voigt와 보스톤대학, 미국표준기술연구소(NIST) 등의 연구진에 의해 개발된 생명체 DNA 회로 설계를 자동화하는 프로그램이다. 전자회로 프로그래밍 언어인 'Verilog'를 응용하여 세포의 유전자 회로를 설계하고, 이를 세포 내에 구현해 그 기능을 볼 수 있게 한 것이다.

[그림 1] cello logo (출처:http://cellocad.org)

유전자 회로 구성의 기본 원리는 유전자 발현을 조절하는 인자와 그 발현의 산물을 또 다른 유전자 회로의 활성인자(activator)나 억제인자(repressor)로 사용하게 하는 것이다. 유전자 회로의 입력으로는 산소, 당, 빛, 온도, 산성 등과 같은 환경 조건과, 다른 환경 조건을 탐지하는 감지인자를 직접 설계하여 줄 수 있다. 이러한 과정으로 활성화 및 생물학 반응을 일으키는 활성인자를 조합함으로써, 특정 대사 기능 유전자 회로를 설계할 수 있다. 이런 입력과 산출 과정에서 마치 전자회로 게이트들의 스위치 온/오프(on/off)와 같이 여러 유전자의 활성을 일으키거나 억제를 하면서 특정 반응의 회로를 구성하게 된다.

예를 들어, 두 개의 신호가 들어와 두 종류의 단백질을 발현하게 하고 그 발현된 두 종류의 단백질 모두가 합쳐져서 어느 다른 유전자 발현을 활성화하면 'AND 게이트'가 되고 억제하면 'NAND 게이트'가 되고, 둘 중 하나의 단백질만 가지고도 ON을 시킬 수 있으면 'OR 게이트'가 되는 원리이다.

유전자 회로 프로그래밍 언어는, 일반적인 프로그래밍 언어가 0, 1의 기계어로 번역되는 것과 마찬가지로 DNA 염기서열로 번역되고, 유전자 회로의 염기서열을 실제의 미생물 세포에 삽입해 실제로 설계에서 의도한 형질이 발현되는지 확인하는 과정을 거친다.

[그림 2] cello 프로그래밍 과정 (출처:http://cellocad.org)

이번 연구성과는 전자기기 논리회로 설계 방식과 마찬가지로 유전자 논리회로를 간편하게 구성할 수 있음을 보였다. 이는 유전자 회로도 결국에 활성화(activation)와 억제(repression) 등의 간단한 이진법적 스위치로 조절할 수 있음을 보여준 것이다.

이를 이용하여, 자동차를 실제 제작하기에 앞서 컴퓨터 가상 공간에서 세부 내용을 설계해 성능을 미리 확인해보듯이, 세포 생명의 부품이 되는 유전자 회로들을 프로그래밍 언어로 설계해 논리적 연산의 작동을 확인해봄으로써 살아 움직이는 세포의 새로운 형질을 미리 확인할 수 있다.

유전자를 변형해 대사 과정을 바꿈으로써 유용한 약물이나 희귀물질, 에너지 연료를 생산하는 미생물을 개발하는 과정은 무수한 시행착오를 거치며 이뤄지게 마련인데, 특정 대사 기능의 유전자 회로를 미리 설계하고서 제대로 작동하는지 확인함으로써 실제 미생물 실험의 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있다.

또한, 단순히 시간과 비용만 줄이는 것이 아니라 우리가 그냥 생물학적으로 생각만 해선 설계하기 어려운 복잡한 회로들도 만들어 여러 가지 테스트를 해볼 수 있고, 최종 후보들에 대해 실제 실험을 할 수도 있다.

이처럼 감지와 반응의 유전자 회로를 정밀하게 설계할 수 있다면, 종양을 감지하면 약물을 분비하는 장내 미생물이나, 부산물의 독성이 많아지면 발효 과정을 스스로 멈추는 이스트 세포들 같은 유용한 물질을 분비 및 생산하는 미생물 같은 것을 만들 수 있으므로, 생물공학 분야에서 상당한 쓰임새가 있을 것이다.

더 정교한 회로들이 만들어질 수 있는 토대가 마련됐다는 것에서, 유전자 회로 설계의 자동화 기법이 합성생물학 분야에서 대표적인 연구결과가 될 만하다고 평가받았다. 앞으로 더 많은 회로를 제작하고 그 많은 회로가 서로 연결되어 더욱 복잡한 조절/대사 회로(regulatory/metabolic circuit)를 만들어가는 방향으로 발전할 것이다.

과거 (주)인실리코젠에서도 합성생물학 유전자 회로 디자인 및 관리를 위헌 시스템을 구축한 적이 있다. 좀 더 자세히 말하면, 유전자(DNA) 단위로 모듈화 데이터베이스를 구축 후 회로도를 직접 디자인하는 시스템을 구축한 사례이다. 이는 유전자회로 구성 방법에 관해서 관심과 시행착오를 겪었던 소중한 경험이었다.

[그림 3] 인실리코젠에서 구축한 유전자 회로 디자인 및 관리 시스템 (PartBank) 화면, 2014

생물 프로그래밍 기법은 복잡한 생물학 전문지식을 갖추지 못한 비전문가도 프로그래밍 언어의 도움을 받아서 원하는 기능의 유전자 회로를 손쉽게 설계할 수 있는 시대가 올 것이다. 이는 유용한 물질을 생산하는 ’세포 공장’의 활용 영역이 더욱 넓어지리라는 기대와 함께 바이오 해저드와 같은 안전과 환경 문제에 대한 우려와 대책도 더욱 필요해짐을 보여주는 것이기도 하다. 따라서, cello가 제시한 아이디어와 시스템 구축 경험을 잘 조합한다면, 다른 관점에서 생물을 정보화하는 재미있는 무언가를 보여 줄 수 있을 것이다.

참고자료

http://cellocad.org 
http://scienceon.hani.co.kr/385489 
https://youtu.be/SLn_SkL7vkQ <참조 3. Cello 데모영상>

작성 : 대전지사 신동훈 개발자

Posted by 人Co

그동안 어려운 이야기만 했으니, 이번에는 조금 가벼운 이야기를 해볼까 합니다. 20대 중반 생물정보학을 해보겠다며 (주)인실리코젠에 입사한 지도 벌써 10년이 되었습니다. 한 조직에서 10년 동안 머물면서 불만이 없다면 거짓말일 것입니다. 하지만 그럼에도 불구하고 10년을 머물고 있다는 것은 제가 회사에 느낀 단점보다 장점이 더 크기 때문일 것입니다.

"최신 연구 트렌드와 급속히 발전해 나가는 생물정보 분야의 요구에 맞춰 끊임없이 발전하기 위한 몸부림으로 한 해 한 해 발전해 나갈 수 있었다" 와 같은 틀에 박힌 말은 한 줄이면 충분할 것 같습니다. 저는 (주)인실리코젠의 복지 제도 중 육아에 도움이 되었던 두 가지를 저의 이야기와 함께 이야기와 함께 소개해 보고자 합니다.

유연 근무제

회사 업무에 바쁘게 사느라 주위 사람들과는 점점 거리가 멀어지고 이대로 홀로 30대를 넘어 40대, 50대를 돌파할 것만 같은 시절에 지금의 제 아내를 만나게 되었습니다. 제 아내는 80세 되시는 아버지를 홀로 모시는 늦둥이 외동딸이었습니다. 짧은 연애 기간에 결혼을 결심하고 신혼집을 알아보게 되었을 때, 저는 아내를 위해 장인어른을 모시고 살기로 했습니다. 하지만 저의 결정과는 다르게 지금 사시는 집에서 혼자 지내는 게 더 편하시다는 장인어른의 강력한 주장으로 결국 몇 블록 안 떨어진 곳에 신혼집을 마련하게 되었습니다. 저의 어머니를 위해 홀로 계신 외할머니를 모시고 사셨던 아버지의 모습을 보며 자란 저에게는 당연한 결정이었습니다. 그런데 장인어른의 집은 서울의 중심지, 서울역 부근이었습니다. 출퇴근을 위해서 명동과 용산을 경유하여 한강을 건너 경부고속도로를 타고 신갈까지 최소 1시간 30분에서 2시간까지 걸리는 구간을 이용해야 하는데, 아침잠이 많은 저에게 여간 부담되는 거리가 아닐 수 없었습니다.

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Posted by 人Co

인실리코젠은 생물정보 전문기업으로 빅데이터 시대를 선도해 나가고 있습니다. 이 때문에 현장실습 기간 동안 생물 분야 현장의 사회생활을 직접 경험해 보고 Bioinformatics의 기초를 쌓으며 직무 능력을 키워나갈 수 있는 최고의 회사라 단언할 수 있습니다.

회사의 별칭인 人Co는 사람을 중심(Core)으로 배려(Consideration)와 소통(Communication)을 통한 새로운 문화를 창조하려는 브랜드 가치를 가지고 있습니다. 이러한 신념 아래 모두 함께 미래를 향해 나아가기 위한 배움을 멈추지 않고 지속적인 회의와 세미나를 통한 정보 전달과 공유, 선 후배 간의 존중과 배려가 당연시되는 사내 문화를 보며 이런 회사에서는 한평생 몸 바쳐 일할 수 있겠다는 생각이 들었습니다. 8주라는 시간이 지식을 습득하기에는 짧은 시간이지만 사람을 대하는 마음과 배움에 대한 열정만은 인실리코젠에서 제대로 배워간다고 자부할 수 있습니다.

약 8주간의 人Co INTERNSHIP 2019 현장실습을 지원했을 때 자소서를 내고 난 후에도 제 머릿속엔 망설임이 남아있었습니다. 그러나 인실리코젠에서 실습을 마친 후, 누군가 저에게 현장실습을 하고 나서 무엇을 배웠느냐고 묻는다면 ‘관심 있는 분야 내의 다양한 선배님을 만나고, 사회생활을 접해봄으로써 학교 내에서 배울 수 없는 많은 것들을 배웠다.’라고 말할 수 있으며 처음의 의구심은 어느덧 확신으로 변화했습니다. 특히 인상적이었던 것은 人CoSeminar였으며 실제로 데이터 분석 때 사용하는 프로그램을 다루어 볼 수 있었습니다. 이를 통하여 인실리코젠은 현장업무에서 그치는 것이 아닌, 끊임없는 배움과 나아가 인재양성에 힘씀으로써 미래를 위하여 투자하는 선두기업이라 느꼈습니다.
‘한 사람의 꿈은 꿈이지만, 만인의 꿈은 현실이 된다.’ 회사의 필독도서 중 하나인 칭기즈칸에 나온 구절이자, 인실리코젠의 이념이기도 합니다. 꿈을 가지고 들어온 이 회사에서 한 경험 덕에 꿈을 향한 이정표 세울 수 있게 되었습니다. 인실리코젠에서의 값진 시간을 바탕으로 앞으로 저 자신을 갈고닦아 저도 같은 곳을 바라보고 달려갈 수 있도록 하겠습니다.

인실리코젠에서 인턴십을 수료했다면 꼭 알아야만 하는 두 가지가 있습니다. 하나는 생물정보에 대한 개념이고 다른 한 가지는 database에 관한 개념입니다. 저는 이 부분을 인실리코젠에서 한층 성장했다고 생각합니다. 수업시간에 어렵고 이해할 수 없었던 생물정보에 대해서 이곳 인실리코젠에서 자연스럽게 개념과 정보들을 파악할 수 있었습니다.
인실리코젠은 친절하신 분들이 많은 회사인 것 같습니다. 사람을 중심으로 한다는 회사 이름처럼 실제로 사람을 중요하게 생각하고 있음을 느낄 수 있었습니다. 또한, 열정적으로 미팅하는 모습을 보면서, 저 역시도 청춘의 열정만 넘치는 것이 아니라 계속하여 배움을 멈추지 않는 열정을 가져야겠다는 생각을 했습니다. 아직은 인실리코젠에 대해 모르는 것이 많지만 한 가지 말할 수 있는 것은, 인실리코젠은 4차산업을 선도해 나갈 미래 지향적인 일들을 해내고 있고 앞으로도 계속해나갈 것 같습니다.

8주간을 돌아보며

• 형기은 주임님께 논문 작성 요령에 대해 배우고 학회 등 관련 기관에서 발표하거나 기재를 할 때 포스터 형식으로 간략하게 작성하여 나타내기도 한다는 사실을 알게 되었습니다.

• 회사에서 주최하는 많은 세미나를 통하여 생물정보학이 실제 실무에서 어떻게 쓰이는지 간접적으로 볼 수 있었습니다. 또한, 이를 통해 통계학, 생물학, 육종학 등 다양한 학문의 필요성을 느끼고 앞으로 학문의 성취 방향을 잡을 수 있는 시간이기도 했습니다.

• 세미나를 마치고 많은 분 앞에서 수료식을 하면서 많은 분이 관심 가져주셔서 너무 감사하다는 생각이 들었습니다. 수료식을 마치고 나니 비로소 8주간의 인턴십이 끝났음을 실감했던 것 같습니다.

8주란 시간 동안 짧지만 많은 걸 느낄 수 있었는데요, 저희에게 애정을 담아주신 선배님들을 위해 8기 3명의 마음을 모아 5행시 준비해 보았습니다.

인 : 인코인턴십을 하면서
실 : 실수도 종종 있었지만
리 : 리드해주신 선배님들 덕분에
코 : 코끝까지 시린 겨울을
젠 : (전)부 알차게 보내고 갑니다!

작성 : 人CoINTERNSHIP 제8기 수료생 유희상, 박은진, 김재희

Posted by 人Co

DNA 염기서열 기술이 발달하면서, 증가하는 생물정보의 데이터를 효율적으로 분석 및 관리하는 시스템의 필요하였습니다. 특히, 연구를 진행함에 있어 방대한 데이터베이스 내에서의 자료수집은 연구 결과와 연결되는 중요한 부분이라고 할 수 있습니다. CLC bio사에서 제공하는 CLC Main Workbench의 경우, 웹 기반 데이터베이스 내 검색, DNA 염기서열 분석 그리고 분자생물학 클로닝(cloning) 등의 다양한 분석 기능을 제공하고 있습니다. 그뿐만 아니라, '염기서열을 비교 분석한 결과를 이미지화하여 데이터 저장이 가능해 다른 연구자들과 정보를 공유할 수 있어 데이터를 손쉽게 다룰 수 있다는 점이 강점'이라고 생각합니다.

분자생물학을 기반으로 실험을 수행하는 연구실에 있어 'DNA 염기서열의 유전자 정보를 annotation 하는 것은 정말 중요한 일이라고 할 수 있습니다. 특히 염기서열 정보를 빠르게 수정 가능하며, Primer design과 molecular cloning tool은 실험을 디자인하는 데 있어 많은 도움이 되었습니다. 또, BLAST와의 연동 및 Sequence Alignment ' 를 활용한 계통수 분석의 사용은 실험 결과를 효율적으로 분석하는데 용이하였습니다. 앞으로도 CLC Main Workbench의 사용은 DNA 염기서열을 분석하고 이해하는 데 사용할 예정입니다.

이번 CLC Main Workbench의 사용은 생물정보 처리 시스템이 굉장히 중요하다는 생각이 들었으며, 효율적인 소프트웨어의 필요성을 느끼게 되었습니다. 생물학을 연구하는 과학자분들에게 CLC Main Workbench의 사용을 추천하려 합니다.

Posted by 人Co

CLC Main Workbench는 Bioinformatics 분야에서 염기서열 분석을 위한 가장 기본적인 소프트웨어로 DNA, RNA, Protein, Digital Gene Expression 등의 분자생물학 데이터를 통합 분석 할 수 있습니다. 이러한 생물정보 기초 소프트웨어를 이용하여 대학 강의에 유용하게 활용한 사례를 세종대학교 신학동 교수님께서 공유해 주셔서 소개합니다.

교과 개요

• 교과명 : 식품분자생물학 및 실험
  

• 교수명 : 신학동 교수님
  

• 수업 및 실습 장소 : 세종대학교 율곡관 101호 전산 실습실
  

• 수업 기간 및 시간 : 2018년도 2학기 월, 수 13:30 ~15:00

교과 목표

이 교과는 식품분자생물학과 관련된 실험적인 방법 및 생물정보학 기술을 학습 및 응용하여 미생물의 생리학, 생화학, 유전체학에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 하며 '식품 미생물학 및 실험' 교과를 선수강한 학생들을 대상으로 하는 심화 과정의 교과임.

주차 별 학습

[표 1] 주차 별 학습

교과 진행 방법

CLC Main Workbench의 설치 및 사전준비
대학 전산운영과와 협의를 통해 세종대학교 율곡관 1층에 있는 전산 실습실 사용을 승인받아 학과 차원에서 구매한 라이선스 21대(교수용 1대, 학생실습용 20대)를 사용하여 CLC Main Workbench에 대한 설치를 진행하였으며 학생들의 자리를 사전에 지정하여 프로그램을 운영, 관리하도록 하였음.
 
교과 진행 방식

[사진 1] 수업 진행 모습

실습에 앞서 해당 주차 생물정보학 분석에 사용되는 개념 및 분석이 가지는 의의에 대한 이론 수업을 통해 학생들에게 ‘무엇에 대한 분석이며 왜 필요한가’에 대한 이해도를 높였음. 이후 분석 실습에서는 강의실 앞에 설치된 대형 스크린을 활용하여 분석이 진행되는 과정을 보여줌과 동시에 학생들이 따라 진행할 수 있도록 지도하였으며 조교 2명이 수업에 보조로 참여하여 분석의 흐름을 놓치거나 문제가 발생한 학생들에 대해 안내해주며 모든 학생이 원활히 분석을 수행할 수 있도록 진행하였음.

학생들의 이해를 높이기 위해 수업 이후 수업 내용을 기반으로 한 과제를 통해 학생들의 이해도를 지속해서 확인했으며 질의·응답 시간을 통해 수업에서 다루지 못한 CLC Main Workbench의 기능과 응용 방법에 대해 추가로 안내하였음.

[사진 2] 학생 수행 과제물 (실험 노트)

 

교과 내용

[그림 1] 식품분자생물학 및 실험 수업에서 진행된 분석 모식도

학생에게 미지의 bacteria를 제공하고 최종적으로 주어진 bacteria의 학명과 기능을 예측하며 sequence data를 기반으로 target gene을 설정하여 primer를 설계하고 PCR에 성공하는 것을 목표로 함. 이를 위하여 학기 초반 실험을 통하여 미지의 bacteria로부터 genome을 추출하였으며 draft genome sequencing을 진행하였음. sequence file을 assembly 시켜 얻은 ‘.fasta’ 형식의 파일을 사용하여 CLC Main Workbench를 통해 생물통계학 분석을 진행함.

‘Nucleotide analysis’의 하위 기능을 활용하여 ORF(Open Reading Frame)를 예측하고 이 영역을 protein sequence로 변환하여 BLAST를 진행하였음. 이를 통해 CDS(Coding Sequence)의 기능을 예측해낼 수 있었고 총 50개 이상의 CDS를 찾고 기능을 정리하는 과제를 수행하였음. 정리된 CDS 정보를 통해 비슷한 기능을 수행하는 유전자가 모여있는 operon이 존재하는지 예측하는 과정을 거쳤음.

‘Design primers’ 기능을 활용하여 관심 있는 CDS 부분을 증폭시킬 수 있는 primer를 제작하고 최종적으로 학생들이 직접 설계한 primer를 주문 제작하여 PCR(Polymerase chain reaction) 과정을 수행하고 gel electrophoresis를 통해 primer가 적절하게 설계되었는지 확인해보는 과정을 거쳤음.

학생 만족도

전반적인 학생 만족도

학과 특성상, 컴퓨터를 통한 분석의 기회가 많지 않다는 점에서 수업의 내용이 신선하다는 평가가 많았으며 프로그램을 운용하는 데에 어려움을 토로하며 정형화된 학습 교안의 필요성을 언급한 학생도 있었음. 다루고 있는 내용에 비하여 프로그램의 구성 및 조작이 단순하여 분석이 용이했음을 다수가 언급했으며 많은 기능이 한 프로그램 안에 포함되어 있어 편리한 점을 이 프로그램의 가장 큰 장점으로 평가했음.

학생 평가 일부 소개

정○ (바이오융합공학과, 3학년)

수업을 통해서 염기서열분석 프로그램을 처음 사용해 봤는데, 생각보다 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 설계되어 있어서 수업을 듣고 금방 따라 할 수 있었다.

이○ (바이오융합공학과, 4학년)

이번 수업을 통해 처음으로 CLC Main Workbench를 사용할 수 있었는데, 물론 프로그램을 다루는 것이 생소하고 어려운 부분이 많았지만 다른 프로그램에 비해 사용 방법이 비교적 간단하고 직관적이어서 사용이 용이했다.

박지○ (바이오융합공학과, 4학년)
CLC Main Workbench에 대한 강의를 듣고 직접 진행해 보며 이전에는 이론으로만 접해보았던 부분을 실습해볼 수 있어서 유익했다. 특히 CLC program을 통해서 Primer region을 설정하고 직접 디자인하는 과정이 매우 유용해 기억에 남는다.

고든○ (식품생명공학과, 4학년)

CLC Main Workbench 이용함으로써 분석하고자 하는 유전정보를 거의 백지상태에서 여러 tool을 활용해 직접 정보를 기록하며 체계적이고 한눈에 보일 수 있도록 정리할 수 있어 매우 유용했다.

이상○ (식품생명공학과, 4학년)

CLC Main Workbench를 처음 사용해봐서 설명을 놓치면 따라가기 힘든 점이 있었으나 프로그램에 tool이 다양해서 이것저것 시도할 수 있던 점이 좋았다. 다양한 분석이 가능해서 여러 가지를 응용해 적용해 볼 수 있었던 것 같아 흥미로웠다.

CLC Main Workbench를 활용한 강의 내용을 좋은 글로 작성해 주시고, 공유해 주신 세종대학교 신학동 교수님께 진심으로 감사드립니다.

작성 : 용승천 주임 컨설턴트

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2019년 기해년은 ㈜인실리코젠으로부터 탄생하여 데이터 식품 선도기업으로 발돋움을 위한 ㈜디이프의 첫돌이 되는 해입니다. 새해를 시작하는 우리 안에 그리고, 시작의 날갯짓을 꿈꾸는 데이터 식품 기업 ㈜디이프의 새로운 시작을 기대합니다. 새해가 된 지 벌써 한 달이 지나갑니다. 더 늦기 전에 새해가 되면 떠올리는 처음, 시작이라는 단어를 ‘깨진 유리창 이론(Fixing Broken Windows Theory)’이라는 법칙으로 해석해 보고자 합니다.

깨진 유리창 이론이란?

깨진 유리창 이론(Fixing Broken Windows Theory)은 미국의 범죄학자 제임스 Q. 윌슨과 조지 L. 켈링이 1982년 공동 발표한 글에 처음 소개된 사회 무질서에 관한 이론입니다. 즉, 깨진 유리창 하나를 방치해 두면, 그 지점을 중심으로 범죄가 확산하기 시작한다는 이론으로 사소한 무질서를 방치하게 되면 나중엔 지역 전체로 확산될 가능성이 크다는 의미를 담고 있습니다. 1969년 스탠퍼드 대학 심리학자인 필립 짐바르도 교수는 현장 실험을 통해 사회의 무질서는 아주 작은 차이를 통해 확산될 수 있음을 언급하고 있습니다. 필립 잠바르도 교수는 두 대의 중고 자동차를 구매하여 한 대는 뉴욕의 구석진 골목에, 다른 한 대는 스탠포드 대학 인근 현장 연구에서 다음과 같은 실험을 시작했습니다. 구석진 골목에 두 대의 차량 모두 본넷을 열어 둔 채 주차 시켜 두고, 차량 한 대에만 앞 유리창이 깨져 있도록 차이를 두고 일주일을 관찰한 결과, 본넷 만 열어 둔 멀쩡한 차량은 일주일 전과 동일한 모습이었지만, 앞 유리창이 깨져 있던 차량은 거의 폐차 직전으로 심하게 파손되고 훼손된 결과를 보여주었습니다. 이처럼 같은 환경, 같은 상태에서 단지 유리창만 깨져 있었을 뿐인데 사람들의 생각에는 극명한 차이가 난다는 것을 알 수 있습니다. 이처럼 깨진 유리창을 고치느냐 방치하느냐와 같이 소홀하기 쉬운 사소한 차이가 큰 변화를 야기한다는 것이 바로 깨진 유리창 법칙이라고 할 수 있습니다. 깨진 유리창 법칙은 여러 분야에서 적용될 수 있어 다음과 같은 사례를 소개하고자 합니다.

사례1. 범죄예방

깨진 유리창 법칙은 범죄학 이론에 정면으로 도전하는 독창적인 개념으로 평가되고 있으며, 깨진 유리창 법칙에 의하면, 지역 사회 내 쓰레기 투여, 노상 방뇨 등 기초 질서 위반 행위가 계속 방치되어 진다면, 지역 사회를 통제하는 비공식적 통제능력이 약화되고 자신이 위험하다고 생각되는 특정지역에 전혀 접근하지 않는 등 이러한 생활 변화들로 인해 자신이 거주하는 지역사회에 무관심을 증가시키게 됩니다. 결국, 지역사회로의 기능을 상실하게 되어 그 지역에 잠재적 범죄자들은 더 많아지거나, 외부로부터 유입될 수 있는 상황이 됩니다. 이러한 이론의 실증 사례로 뉴욕시는 1994년 범죄와 무질서를 이슈화하여 8가지 범죄 통제전략을 추진하여 공공장소에서의 무질서와 무례한 행동, 경미한 범죄 행위의 단속까지 강화하였습니다. 이러한 범죄율 감소 프로그램을 통해 뉴욕시의 살인율은 40% 이상, 강도율 30% 이상, 그리고 침입 절도 25% 이상이 감소되었다는 연구결과가 있습니다. 범죄예방을 위한 사소한 물리적 환경의 강화가 범죄 예방의 중요한 수단이 되며, 깨진 유리창 이론의 기본적 주장이 실증적으로 입증된 사례입니다.

[참고] 동영상 보기 http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=352&lectId=3017218

• 깨진 유리창 법칙 - 마이클 레빈
  

• 위키백과(https://ko.wikipedia.org/wiki/깨진_유리창_이론)
  

• https://www.britannica.com/topic/broken-windows-theory

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검색엔진 최적화(Search Engine Optimization, SEO) 란?

SEO (Search Engine Optimization 검색엔진 최적화)는 웹 페이지 검색엔진이 자료를 수집하고 순위를 매기는 방식에 맞게 웹 페이지를 구성하여 잠재 고객(사용자)을 더 많이 사이트로 유입하기 위한 작업이며 특정 키워드로 검색엔진에 상위 노출을 진행하는 관점에서, 웹사이트를 검색엔진 알고리즘에 최적화하여 검색결과 상위에 표시하기 위한 일종의 사이트를 최적화하는 마케팅 방법입니다.

위의 [그림2]에서 SEO를 적용하게 되면 초기 개발비는 일반 개발비보다 높을 수 있습니다. 하지만 일반 홈페이지가 개발 완료 후 홍보목적으로 광고비를 들여서 네이버 또는 구글에 상위페이지에 올리는 것에 비하여 SEO가 적용된 홈페이지는 별도의 광고비 없이 키워드 검색만으로도 상위에 홈페이지를 올려 방문자 수도 올리고 자연스럽게 회사홍보 및 매출에도 영향을 끼칠 수 있을 것입니다.

국내외 주요 검색엔진인 구글(Google)과 네이버(Naver)가 각각 공개하는 검색엔진 최적화 가이드를 중심으로 한 적용법을 살펴보겠습니다.

• 1. 콘텐츠의 질과 양이 최우선
  첫 번째로 키워드 최적화로 홈페이지에 잠재 고객의 유입을 늘린다고 하더라도 콘텐츠의 내용이 적고 관련 없는 내용을 올린다면 오히려 역효과가 나서 고객을 잃을 수 있으니 방문자가 다시 방문할 수 있는 양질의 콘텐츠가 필요합니다.

• 2. 적절한 연관 키워드 활용 및 배치
  콘텐츠의 관련 키워드 최적화 작업에서 내용과 관련 없는 마구잡이 식의 키워드 선정은 좋지 않습니다. 내용과 맞는 적절한 키워드 선정은 무엇보다도 중요한 작업입니다.

• 3. 제목(title) 태그의 사용
  내용의 title 태그나 강조의 strong 태그를 20자 이내로 작성하는 것이 좋습니다. 한번 사용한 키워드의 제목을 반복하지 않으며 다른 페이지의 같은 제목을 사용하지 않아야 합니다. 또한, 특수문자를 자제하는 최적화 작업이 진행돼야 합니다.

• 4. 이미지 태그에는 이미지에 맞는 키워드를 ALT 속성으로 기재
  상품이나 기업 이름 등을 이미지 태그로 표현하게 되면 검색엔진이 이미지를 인식하지 못함으로 alt 속성을 넣어 적절한 대체 텍스트를 기재하여야 합니다.

• 5. META 태그 기재
  META 태그의 정보는 검색결과 우선순위에 중요한 요소입니다. 그러므로 해당 페이지의 내용을 정확히 파악하면서 내용에 맞는 키워드를 기재해 두는 것이 좋습니다. 또한, 키워드의 구분은 콤마를 사용해야 합니다.

• 6. 플래시 전용 페이지 자제
  검색 엔진은 Flash 애니메이션 속의 텍스트를 수집할 수 없으며, 그 링크 또한 사용할 수 없으므로 사용을 지양하는 게 좋습니다.

• 7. 검색하는 사용자의 입장이 되어 생각
  대기업이 아닌 일반 인지도가 없는 기업이나 상품의 경우 웹사이트에서 상품명 등의 고유 명사로 하는 것보다 키워드 설정 시 일반적인 단어로 기재하여야 잠재고객의 접근을 최대로 이끌 수 있습니다.

• 8. 쉽게 이해할 수 있는 URL 사용
  페이지의 URL 설정 시 페이지와 연관되는 단어를 사용하여 URL을 구성하는 것이 좋습니다. 이는 검색엔진의 최적화뿐 아니라 사용자에게도 페이지의 의미를 조금 더 쉽게 이해할 수 있도록 합니다. 예로, 스포츠 뉴스에 대한 정보를 검색하는 경우 https://sports.news.naver.com와 같은 URL은 이해하기 쉽고 접속을 유도 할 수 있습니다. 그에 비해 http://www.navaer.com/sportsNw와 같은 약어 URL은 사용자가 인식하기 쉽지 않으며 혼란스럽게 할 수 있습니다.

• 9. 검색로봇에 대한 대응
  robots.txt라는 파일을 이용하여 검색엔진이 사이트에서 접근할 수 있는 페이지와 접근할 수 없는 페이지를 정해놓은 검색엔진과의 규약을 만듭니다. 기본적으로 검색로봇이 접근할 수 없게 하는 페이지를 이 파일 양식 속의 넣고 기록하며 반드시 폴더 root에 위치해야 파일설정이 적용될 수 있습니다. robots.txt에 대한 상세한 내용은 http://www.robotstxt.org/ 에서 확인할 수 있습니다.

• 10. 반응형 웹 디자인 적용
  웹 브라우저가 웹 문서의 가로 폭을 기기의 스크린 크기에 맞게 자동으로 조절하는 기법으로, 사용자 기기 (데스크톱, 태블릿, 모바일, 비시각적 브라우저)와 상관없이 같은 URL에 같은 HTML 코드를 게재하지만 화면 크기에 따라 다르게 렌더링(응답)할 수 있습니다. 반응형 웹 디자인은 Google에서 권장하는 디자인 패턴입니다.

[그림4] 나이키골프 로고

나이키 골프는 나이키의 부진으로 인해 새로운 라인의 추가로 나이키 골프를 론칭하였고 골프공, 클럽, 셔츠, 신발 등을 판매하였습니다. 초기에 나이키는 나이키 골프의 노출과 가시성을 높여 매출을 높이기 위해 검색엔진 최적화를 적용하여 마케팅 하였습니다. 골프를 중심으로 한 키워드 사용을 개선하였으며 양질의 내용에 콘텐츠들을 제공하여 웹사이트를 제작하였으며 결과적으로 최적화 후 전년 대비 웹트래픽이 169%나 증가하였고 사이트 트래픽이 250% 증가하며 브랜드 마케팅에 성공하였습니다.

폭스바겐

[그림5] 검색엔진 사례(폭스바겐)

출처 : http://www.postview.co.kr/1099

폭스바겐은 검색엔진 최적화(SEO)를 통한 기발한 마케팅을 시도했습니다. 구글에서 “ultimate business car”라는 키워드를 검색하게 되면 위 그림5 처럼 나오게 됩니다 (현재는 이 마케팅 전략이 유명해져서 다른 이미지들이 많이 나옵니다) . 이러한 검색엔진최적화(SEO) 적용 사례인 폭스바겐은 흔한 SEO의 사례로 쓰이고 있으며 발상의 전환을 하게 했던 사례입니다. 하지만 이렇게 키워드의 순서를 1~5위까지 맞추는 것은 정말 많은 노력이 필요했을 것 같습니다.

마치며 

검색엔진 최적화 작업은 사이트(네이버, 구글 등)마다 기준이 조금씩 다르게 설정되어 있습니다. 그러므로 최적화 작업 전에 원하는 사이트를 선정하고 그 사이트의 기준에 맞게 최적화 작업을 해주는 것이 중요합니다.

네이버 및 구글 가이드는 아래 링크를 참조하시면 됩니다.
위에 서술된 적용법의 내용을 좀 더 상세하게 보실 수 있으며 각 사이트 마다의 다른 기준의 가이드가 명시되어 있습니다. 한곳의 사이트에서 명시된 가이드가 다른 사이트에서는 제한이 되는 내용이 있으니 최적화 작업 전 꼭! 꼭! 가이드를 필독하시고 진행하시는걸 추천드립니다.

• 네이버 웹마스터도구 도움말 및 가이드
  https://webmastertool.naver.com/guide/basic_optimize.naver#chapter3.1 
  

• 구글 검색엔진 최적화(SEO) 초보자 가이드
  https://support.google.com/webmasters/answer/7451184?hl=ko&ref_topic=4564315 
  

무조건 접속자의 수를 많이 올리는 것으로만 검색엔진 최적화를 이용하게 된다면 오히려 안 좋은 검색엔진에서 스팸으로 해석되어, 순위가 하락하거나 페널티를 받을 가능성이 있고 한번 방문한 방문자에게 나쁜 이미지를 심어 오히려 재방문을 하지 않거나 나쁜 이미지로 인식되어 악영향이 갈 수 있습니다. 그러므로 검색엔진 알고리즘이 지속해서 업데이트하며 SEO를 단순한 방문자 유입을 확대하기 위한 목적으로만 사용하기보다 사용자에게 유익한 정보를 제공하면서도 그 자체가 검색엔진 가이드의 최적화가 되어 일거양득의 효과를 노리기 위해 콘텐츠 마케팅을 도입하는 것이 좋을 것입니다.

검색엔진 최적화 작업은 이제는 웹사이트 제작 시 필수적인 요소로 변해 가고 있습니다. 포털사이트에서 검색 화면에서 경쟁 회사보다 상위 링크에 위치하는 것이 방문자의 유입을 늘려서 회사 또는 상품을 홍보할 수 있는 최고의 마케팅 방법이기 때문입니다. 매번 돈을 들여 광고하는 것보다 제대로 된 최적화 작업으로 지속적인 효과를 얻을 수 있길 바랍니다. 또한, 검색엔진 알고리즘의 정확도는 꾸준히 향상되고 있으며 스팸 및 부당한 코드 대한 필터링이 점점 정밀해지고 있습니다. 따라서 지속적인 검색엔진의 가이드 확인 및 변경이 필요할 것입니다.

참고문헌

• 검색엔진최적화 A to Z (2012).저자 제니퍼 그라포네, 그라디바 쿠진
  

• 구글 Search Console(https://support.google.com/webmasters)
  

• 네이버 웹마스터도구 https://webmastertool.naver.com/)

작성 : BS실 개발자 백인우

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