지난 수년간 코로나19 팬데믹을 겪으며 역학(疫學)에 관심을 갖게 된 분도 계실 테고, 이미 과학 관련 분야에 몸 담고 있으면서 바이러스학자나 백신 연구원이 되는 것을 진지하게 고민하기 시작한 분이 계실 수도 있을 텐데요. 바이러스, 백신 개발에 관심이 있거나 공중 보건 개선에 기여하고자 하는 분이라면 이 아티클을 읽고 바이러스학을 추구할지 아니면 다른 분야가 더 적합할지 판단하는 데 도움이 될 겁니다.
이름에서 알 수 있듯, 바이러스학자(virologist)는 바이러스를 연구합니다. 바이러스의 구조, 분류, 바이러스의 복제 방식, 숙주 세포와의 상호작용, 진화와 확산 과정을 연구하죠. 또한, 바이러스가 질병을 일으키는 메커니즘을 연구하며, 전염병 발생을 모니터링하고, 항바이러스 약물과 백신 개발에 기여합니다. 바이러스는 유전자 치료나 다른 과학 연구 분야에서 도구로서 활용되는 사례도 있습니다. 바이러스학자는 공중 보건, 의학, 농업, 생명공학, 기초 연구, 응용 연구 등 다양한 분야에서 대학, 연구소, 제약 회사, 임상 연구실 등에서 활약하고 있죠.
바이러스학의 역사
바이러스학은 초기 의학과 세균학에서 시작된 이래로 긴 발전의 역사를 지나왔습니다. 바이러스의 구조, 증식 및 확산 방식, 숙주와의 상호작용을 연구하는 흥미로운 분야죠(Zuo et al., 2024). 바이러스학의 역사는 주요 과학적 발견과 새로운 기술을 바탕으로 시기를 크게 네 개로 구분할 수 있습니다.
- 미생물학 단계(1898년~1934년)
- 생화학 시기(1935년~1954년)
- 유전학 시대(1955년~1984년)
- 분자 생물학 단계(1985년~현재)
미생물학 단계(1898년~1934년)
현대 바이러스학의 시작 단계라고 할 수 있는 시기입니다. 에드워드 제너(Edward Jenner), 루이 파스퇴르(Louis Pasteur), 로버트 코흐(Robert Koch)와 같은 선구자들이 틀을 마련했죠(Zuo et al., 2024). 우두 바이러스를 사용한 제너의 천연두 백신, 파스퇴르의 광견병 백신, 코흐의 질병 유발 인자 식별법은 초기 바이러스 연구에 큰 영향을 미쳤습니다. 한외여과(ultrafiltration) 기술 덕분에 일반 현미경으로 관찰할 수 없을 정도로 작은 바이러스를 분리할 수 있게 되었죠. 이는 식물, 동물, 인간에서 담배모자이크바이러스(tobacco mosaic virus)나 구제역 바이러스(FMDV)와 같은 바이러스의 발견으로 이어졌습니다(Zuo et al., 2024). 이 시기, 드미트리 이바노브스키(Dmitry Ivanovsky)와 마르티누스 베이에링크(Martinus Beijerinck)와 같은 과학자들은 연구의 초점을 박테리아에서 바이러스로 전환하는 데 기여했습니다. 더불어, 박테리오파지(bacteriophage), 바이러스와 암의 초기 연관성이 발견되었고, 바이러스를 살아 있는 숙주 밖에서도 연구할 수 있는 조직 배양 기법이 등장했습니다. 이러한 진보는 백신 개발과 미래 분자 연구의 기반을 세웠지요(Zuo et al., 2024).
생화학 시기 (1935년~1954년)
이 시기에는 바이러스의 분자 세부적 사항에 더 초점을 맞췄습니다. 1935년 웬들 스탠리(Wendell Stanley)가 담배모자이크바이러스를 결정화한 연구가 중요한 전환점이 되었죠(Zuo et al., 2024). 전자 현미경 덕분에 바이러스 구조를 처음으로 명확하게 관찰할 수 있게 되었습니다. 연구자들은 바이러스가 단백질과 RNA로 구성되어 있다는 사실을 발견했으며, 이는 바이러스가 어떻게 복제하고 세포를 감염시키는지 이해하는 데 큰 도움이 되었습니다(Zuo et al., 2024). 박테리오파지, 세균 유전학, 용원성(lysogeny), DNA가 유전 정보를 운반한다는 사실을 보여준 허시-체이스 실험(Hershey-Chase experiment)과 같은 중요한 연구들이 이 분야를 대폭 발전시켰습니다. 조너스 소크(Jonas Salk)의 소아마비 백신과 같은 백신들이 공중 보건에 어마어마한 영향을 미쳤습니다. 이 모든 혁신이 한데 모여 바이러스학을 분자 시대로 발전시켰습니다(Zuo et al., 2024).
유전학 시대(1955년~1984년)
바이러스가 유전 정보를 저장하고 사용하는 방식이 밝혀진 것이 바로 이 시기입니다. 일부 바이러스에서 RNA가 감염성을 전달한다는 사실이 확인되었고, 인터페론의 발견은 인체의 방어 메커니즘에 대한 이해도를 한층 더 높여 주었습니다(Zuo et al., 2024). 바이러스와 암의 연관성에 관한 연구도 이 시기 시작되었습니다. 역전사 효소의 발견은 일부 RNA 바이러스가 DNA를 통해 복제하는 메커니즘을 밝히며 해당 분야의 판도를 바꿨죠. 재조합 DNA 기술, 유전체 지도 작성, DNA 염기서열 분석은 바이러스를 연구하는 방식에 혁명을 불러왔습니다(Zuo et al., 2024). RNA 스플라이싱(RNA splicing)은 유전자에 대한 인간의 이해를 바꿔 놓았고, 구조 연구는 백신과 약물 개발에 기여했습니다. 프리온(prion) 연구는 감염성 인자의 범위를 DNA, RNA 너머로 확장시켰습니다. HIV와 HPV의 암 유발 역할을 발견한 것은 전 세계 보건에서 바이러스학의 중요성을 잘 보여주었죠. 이 시기를 통해 현대 분자 생물학과 의료 응용의 기틀이 마련되었습니다(Zuo et al., 2024).
분자 생물학 시기 (1985년~현재)
1985년부터 바이러스학은 분자 생물학과 유전공학을 전례 없이 적극적으로 받아들이기 시작했습니다. 파지 디스플레이(phage display) 기술은 백신과 항체 연구를 혁신적으로 변화시켰죠(Zuo et al., 2024). 유전공학을 바탕으로 개발된 B형 간염 백신은 유전공학의 가능성을 보여주었습니다. RNA 바이러스는 빠르게 변이하므로 치료가 까다롭다는 사실을 깨달았으며, 유전자 치료와 항레트로바이러스 약물은 HIV 치료를 혁신했습니다. 역유전학과 합성생물학은 바이러스 연구와 유행병 대응을 위한 새로운 장을 열었습니다(Zuo et al., 2024). 소포스부비르(sofosbuvir)와 같은 약물은 C형 간염 치료를 획기적으로 개선했습니다. CRISPR 기술은 유전자를 편집하는 강력한 수단으로서 등장했죠. ZMapp과 같은 공학적으로 설계된 항체는 에볼라와 같은 바이러스 대항에 대한 희망을 보여주었습니다. 현미경 기술이 발전하고 새로운 조직 배양 방법이 등장하며 더 심층적인 바이러스 연구가 가능해졌습니다. 코로나19 mRNA 백신이 정말 빠르게 개발되었던 수년 전을 떠올려 보면 바이러스학이 얼마나 발전했는지 감이 올 겁니다. 오늘날의 바이러스학은 유전학, 분자생물학, 공중보건을 결합하여 감염병 대응에 관심 있는 이들에게 흥미로운 진로를 제공하고 있습니다(Zuo et al., 2024).
바이러스학자들은 전염병과의 싸움에서 오랫동안 중심적인 역할을 해 왔습니다. 이들의 연구는 HIV, 에볼라, 코로나19 등 현대 보건 문제 해결에 여전히 필수적이죠(Zuo et al., 2024). mRNA 백신 개발은 바이러스학이 얼마나 발전했는지 보여주는 가장 대표적인 사례라고 할 수 있을 겁니다. 2023년, 카탈린 카리코(Katalin Karikó)와 드루 와이즈먼(Drew Weissman)은 코로나19에 대한 고도로 효과적인 mRNA 백신 개발을 인정받아 노벨 생리학·의학상을 수상했습니다. 이들이 발견한 뉴클레오사이드 염기 변형은 바이러스학에서 주요한 과학적 발견이자 전환점이 되었으며, 백신 개발과 전 세계 보건에 지속적으로 영향을 미치고 있습니다(Zuo et al., 2024). 바이러스학 역사 속 수많은 다른 순간과 더불어 지금 이 시기는 바이러스학이 의료 혁신을 주도하고, 바이러스에 대한 이해를 심화하며, 미래 전염병 발생에 대한 대응 능력 강화에 어떻게 기여하고 있는지 잘 보여줍니다.
바이러스학 및 관련 분야 경력
성공적인 바이러스학자가 되려면 기술적 역량은 물론, 과학적 호기심, 커뮤니케이션 능력이 필요합니다. 주요 역량에는 분석적 사고, 실험 숙련도, 꼼꼼함, 문제 해결 능력, 적응력, 독립적으로 그리고 팀으로 일하는 능력이 포함됩니다.
대부분의 바이러스학자는 분자생물학, 미생물학, 바이러스학, 생화학, 임상병리학 등 관련 분야에서 학사와 석사 학위를 취득하며 경력을 시작합니다. 바이러스학 전공이나 관련 실험실에서 인턴이나 연구 기회를 얻어 실무 경험을 쌓는 것은 실용적인 기술과 경쟁력 있는 프로필을 구축하는 데 필수적입니다. 연구 프로젝트를 수행하여 연구 결과를 출판한다면 연구 기술자(research technician)나 연구 기술 전문가(research technologist)와 같은 신진 경력에 진입하는 데 도움이 될 수 있습니다. 임상 실험실 환경에서는 대개 전문적 역량을 입증하는 MLS*(ASCP)나 MLT**(ASCP), 또는 기타 ASCP 인증이 요구됩니다.
* Medical Laboratory Scientist
** Medical Laboratory Technician
바이러스학자는 임상 연구소 외에도 학술 연구, 바이오 기술, 제약 산업에서도 기회를 찾을 수 있습니다. 연구자, 교수, 실험실 책임자, 프로그램 책임자 등의 상급 직위는 일반적으로 박사 학위(PhD, MD, OD)가 필요하며, 탄탄한 과학적 논문 출판 및 발표 기록이 있어야 합니다. 바이러스학 경력을 지닌 감염병 전문의의 경우, 임상 경험과 바이러스 감염에 대한 첨단 연구 결과를 결합하여 환자 치료와 공중 보건에 기여합니다.
바이러스학 분야의 논문 출판
논문 출판은 바이러스학자 경력에서 핵심적인 부분입니다. 연구 결과를 공유함으로써 과학적 지식을 보탤 뿐만 아니라 다른 연구자들이 해당 분야를 더 발전시킬 수 있는 토대를 제공하죠. 초기 경력 연구자들은 보통 바이러스학, 미생물학, 전염병 관련 피어리뷰 저널에 논문을 게재하는 것으로 시작합니다.
그렇다면 어떤 저널에 투고해야 할까요? 해당 분야에서는 Journal of Virology, Virology, Emerging Infectious Diseases, Virus Research, PLOS Pathogens가 권위 있는 저널로 여겨집니다. 오픈 액세스 저널은 연구에 대한 가시성을 높일 수 있으며, 전문 저널은 구체적인 연구 주제에 적합할 수 있습니다.
출판은 어떻게 해야 할까요? 먼저 연구를 통해 던지는 질문, 방법론, 결과, 해석을 포함하는 명확한 논문 원고를 준비하세요. 이때 목표 저널의 가이드라인을 엄격히 따라야 합니다. 피어리뷰 과정에서는 수정(리비전) 요청을 받을 수 있습니다. 멘토와 협업하고 학회에 참석하는 것도 중요한 피드백을 받을 수 있는 좋은 방법입니다.
논문 출판은 평판을 쌓고 연구 분야를 발전시킬 수 있는 하나의 학습 과정입니다. 많은 바이러스학자가 프리프린트 서버(preprint server), 포스터, 강연 등을 통해 더 많은 대중에게 연구 결과를 공유하고 또 다른 발견을 촉진하고 있습니다.
바이러스학 관련 직업
바이러스학은 다양한 과학 분야와 접점이 많습니다. 그리고 각 분야에서 유망한 진로를 찾을 수 있죠. 가령, 면역학자는 바이러스 감염에 면역 체계가 어떻게 반응하는지 연구합니다. 이는 백신, 항바이러스제, 신체의 방어 체계를 강화하는 면역 치료법 개발에 필수적입니다. 면역학자의 연구는 바이러스가 면역 체계를 회피하는 방법을 밝히는 데도 기여하고 있습니다.
전염병학자는 바이러스성 질환이 인구 집단 내에서 어떻게 확산하는지 연구하며, 발병 패턴, 전파 역학, 위험 요인을 분석합니다. 이들의 연구 결과는 전염병과 팬데믹(세계적 유행병) 관리에 필수적인 공중 보건 정책과 확산 방지 조치에 적절한 방향을 제시해 줄 수 있습니다.
감염병 전문의는 바이러스 감염 환자를 진단하고 치료하는 의료 전문가입니다. 임상 치료와 연구를 결합하여 도출한 발견을 환자 관리, 유행병 대응, 질병 예방에 적용하죠. HIV 및 AIDS, 인플루엔자, 간염, 신종 감염병 등 다양한 바이러스성 질환을 다룹니다.
바이러스학과 관련된 다른 중요한 분야로는 바이러스 유전체와 역학 데이터를 분석하기 위해 계산 도구를 사용하는 생물정보학(bioinformatics), 지역사회와 세계 질병 예방에 집중하는 공중 보건, 항바이러스 약물과 백신을 개발하는 약학이 있습니다. 이러한 분야들은 바이러스학 연구를 발전시키고, 보건을 개선하며, 바이러스 위협에 효과적으로 대응하는 데 필수적인 다학제적 네트워크를 형성합니다.
바이러스학 관련 경력 개발을 고려하는 분들이라면 이러한 분야들이 어떻게 교차하고 서로 협력하는지 이해하는 것이 연구, 의료, 공중보건, 산업 등 다양한 분야에서의 기회를 포착하는 데 도움이 됩니다.
바이러스학은 현재 고도로 중요하고 역동적인 과학 분야 중 하나입니다. 바이러스학자들은 전 세계 보건에 그 어느 때보다 크게 기여하고 있죠. 팬데믹 관리부터 백신 개발, 분자 수준에서 바이러스 생물학에 대한 이해도 심화에 이르기까지, 바이러스학은 전 세계 의학과 공중보건에 꾸준히 기여하고 있습니다.
바이러스학 분야의 경력은 과학적 발견을 넘어, 전 세계 지역사회의 안녕과 안전에 실질적 변화를 불러올 기회를 제공합니다. 바이러스학자들은 연구, 진단, 공중보건, 심지어 환경과학 분야에서도 활약하고 있죠. 이 분야에서 발전시키는 기술들, 즉 비판적 사고, 데이터 분석, 실험 역량, 협업 능력은 과학 및 의료 분야 전반에서 매우 높이 평가됩니다.
학생과 초기 경력 전문가들에게 바이러스학은 현실에 즉각적인 영향을 미치는 지적 도전 과제를 부여합니다. 발견과 목적, 그리고 과학이 세계적 차원의 시급한 문제를 해결할 수 있다는 믿음으로 주도되는 분야죠. 인간이 직면한 보건 위협과 점증하는 감염병을 고려하면, 숙련된 바이러스학자에 대한 수요는 증가할 겁니다.
차세대 인재들이 바이러스학을 추구하도록 장려하는 것이 중요합니다. 과학 교육에 투자하고, 젊은 연구자들을 지원하며, 과학에 대한 대중의 신뢰를 높이는 것이 앞으로 놓인 과제들에 대비하는 데 큰 도움이 될 겁니다. 바이러스학 연구를 강화한다면 사람들의 생명을 보호하고, 의학이 발전하며, 세계 보건 위기 대응 역량이 강화된 미래를 마주하게 되겠지요.
바이러스학 분야의 진로는 과학적으로 만족감을 주는 동시에 사회적 의미도 있습니다. 더 큰 목표에 기여하며, 대담한 질문을 던지고, 중요한 답을 찾아내며, 더 건강하고 정보에 기반한 세상을 건설하는 데 기여할 수 있는 기회를 얻게 될 것입니다.
참고문헌
Zuo K, Gao W, Wu Z, Zhang L, Wang J, Yuan X, Li C, Xiang Q, Lu L, Liu H. Evolution of Virology: Science History through Milestones and Technological Advancements. Viruses. 2024 Feb 28;16(3):374. doi: 10.3390/v16030374. PMID: 38543740; PMCID: PMC10975421.
더 읽어 보기
TLR 기반 면역조절 펩타이드의 황반변성 치료 가능성을 탐색하다
파킨슨병을 유발하는 PINK1 유전자 돌연변이 메커니즘이 밝혀지다
