연구실 소개
최근 생명과학 분야에서는 유전체학(genomics)과, 전사체학(transcriptomics), 단백체학(proteomics), 그리고 이미징 기술의 발전으로 인해 방대한 데이터가 폭발적으로 쏟아져 나오고 있습니다. 수리통계 및 기계학습 기법은 이 데이터에 대한 유용한 통찰을 제공하지만, 데이터들 사이의 인과관계를 밝히는 데는 한계가 있습니다. 따라서 우리 연구 그룹은 다른 방식으로 이 문제에 접근합니다. 우리는 다양한 데이터를 통합하는 기계론적(mechanistic) 모델을 개발하여 생물학적 과정에 대한 깊은 이해와 보다 신뢰할 수 있는 예측을 제공합니다.
우리는 실험 연구자들과 협력하여 생물학적 네트워크와 유전자 조절, 후성유전학(epigenetics), 노화, 간헐적 탐색(intermittent search) 문제, 고분자 물리학(polymer physics), 세포핵 내 DNA 접힘과 같은 다양한 주제를 연구합니다. 또한, 지구과학자들과의 학제 간 협력을 통해 네트워크 모델을 활용하여 북극에서의 CO2 배출량을 계산하는 연구도 수행하고 있습니다.
연구실 구성원들을 스웨덴 우메오 대학교 자연과학대학 건물 3층에 있는 통합과학연구소, Integrated Science Lab (IceLab) 에서 만나볼 수 있습니다.
Group Leader
루드빅 리자나 교수는 2011년부터 Icelab의 그룹리더로 활동해왔습니다. 그는 시뮬레이션과 해석적 연구를 활용하는 물리학과 세포 생물학의 경계에 있는 문제들에 관심을 갖고있습니다.
그는 현재 우메오 대학 물리학과의 부교수로 재직중이며, 그 이전에는 뉴욕 대학교에서 알렉산더 그로스버그 교수와 함께 박사후 연구원으로 연구를 수행했습니다. 그곳에서 DNA 접힘 문제를 접하게 되었으며, 이는 현재 그의 연구에서 중요한 부분을 차지하고 있습니다. 뉴욕으로 가기 전, 그는 덴마크 코펜하겐의 닐스 보어 연구소 내 생명 모형 연구 센터에서 킴 슈네판 교수와 함께 박사후 연구원으로 활동했습니다. 그곳에서 그는 박테리아의 대사 네트워크 진화 연구, 세포 내의 단백질 응집 연구, DNA를 따라 확산하는 단백질과 같은 일차원에서의 분자 군집 문제, 그리고 사회에서의 정보확산 문제 등 다양한 연구 주제를 다루었습니다. 루드빅 교수는 스웨덴 예테보리의 찰머스 공과대학교에서 학부 및 박사학위를 수여받았으며, 그곳에서 나노유체 네트워크에서의 반응-확산 과정 모형 연구를 수행했습니다.
Kempe Postdoc
이주희 박사는 2023년에 IceLab에 합류하여 SLU의 루드빅 리자나 교수와 요나단 클라민더 교수와 함께 연구하고 있습니다. 그는 북극 토양의 기공 네트워크와 물질 흐름의 연관성을 모델링하고 있습니다.
“저는 광주과학기술원에서 다체계 계산물리학 연구실에서 박사 학위를 받았으며, 양자 시스템에서의 통계물리학을 연구했습니다. 하지만 졸업 후에는 일상과 더 밀접한 문제를 다루고 싶었습니다. 그래서 아시아태평양이론물리센터(APCTP)의 생태 및 진화 동역학 통계물리학 연구 그룹에 합류했고(이후 인하대학교로 이동), 인공 집단 선택하에서 미생물군집의 진화를 연구했습니다(SPEED 그룹).”
이주희 박사는 미생물군집과 환경이 진화 과정에서 어떻게 협력하는지 연구하는 데 관심이 있으며, 서로 다른 시간 척도를 가지는 동적 시스템을 설명하는 방법을 개발하는 데에도 집중하고 있다. 또한, 그는 양자역학적 방법론이 다양한 연구 분야에 응용되는 것에 큰 흥미를 가지고 있다.
Staff Scientist
스웨덴 북부의 셸레프테오에서 태어난 루카스 헤드스트롬 박사는 어려서부터 과학적인 주제에 큰 관심을 가지고 있었습니다. 이러한 관심을 바탕으로, 그는 고등학교 졸업 후 곧바로 우메오 대학교에서 학업을 시작하였으며, 2019년에 공학물리학 석사 학위를 취득하였으며, 학위 과정 중 그는 확률과정과 신경망, 그리고 유체역학에 큰 흥미를 가지게 되었습니다. 그는 복잡한 문제를 코딩하는 것을 좋아하며, 사람들과 협력하여 새로운 흥미로운 아이디어를 만들어 내는 것을 즐깁니다.
2019년부터 박사과정을 시작한 그는 DNA 접힘 동역학과 단백질이 DNA를 따라 탐색하는 데 시간이 얼마나 걸리는지와 같은 생물학적 과정이 DNA 특정 부분의 활성도를 어떻게 조절하는지를 이해하고자 연구하고 있습니다.
여가 시간에는 합창 활동을 즐기며, 개인적인 프로그래밍 프로젝트에 몰두하거나 클래식 음악을 감상하는 것을 좋아합니다.
Carl Trygger Postdoc
양성규 박사는 2024년에 IceLab과 루드빅 그룹에 합류했습니다. 그는 인간의 후성유전학적 시계(epigenetic clocks)와 DNA 메틸화에 대한 수학적 모형을 개발하고 있습니다.
“저는 대한민국의 성균관대학교에서 통계물리학으로 박사 학위를 받았습니다. 저의 연구 관심사는 매우 폭이 넓습니다. 박사 과정 동안 물리, 생물학, 그리고 사회 시스템에서 나타나는 집단 행동을 연구했습니다. 졸업 후에는 아시아태평양이론물리센터(APCTP)에서 YST(Young Scientist Training program) 박사후 연구원으로 활동하며 통계물리학 방법을 이용한 생태계 모형을 연구했습니다. 이후, 한국고등과학원(KIAS)에서 네트워크 구조와 랜덤 그래프 앙상블에 대해 깊이 공부하였습니다.”
PhD Student
안톤 학생은 스페인 북부의 갈리시아의 산티아고 데 콤포스텔라에서 물리학을 공부하기 시작했습니다. 스웨덴 우메오에서의 에라스무스 교환학생 기간 동안, 그는 겨울 풍경과 자연환경에 매료되어 우메오와 깊은 인연을 맺게 되었습니다. 교환학생 이후, 그는 우메오에 남아 물리학 석사 과정을 밟기로 결심했습니다. 학업을 이어가면서, 그는 점차 기존의 전통적인 물리학의 범위를 넘어선 시스템의 모델링에 관심을 가지게 되었습니다.
현재 박사 과정 중인 그는 생물학적 과정의 기계론적 모델을 개발하는 연구를 진행하고 있으며, 특히 DNA 메틸화와 유전자 조절에서의 역할에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 연구를 통해, 이 과정이 노화와 질병 발달에 어떤 영향을 미치는지 더 깊이 이해하는 것이 목표입니다.
실험실 밖에서는 겨울에는 크로스컨트리 스키를, 여름에는 하이킹을 자주 즐기며, 또한, 그는 브라질 주짓수를 수련하며, 좋은 책과 함께 시간을 보내는 것을 즐깁니다.
Alumni, PhD
모아 룬크비스트 박사는 2019년 우메오 대학교 분자생물학과의 유리 슈와르츠 교수의 지도와 루드빅 리자나 교수의 공동 지도 아래 박사과정을 시작했습니다. 그녀는 우메오 대학교에서 생물정보학을 전공했으며, 생명공학 석사 학위를 취득했습니다.
그녀는 후성유전학에 관심이 있으며, 특히 폴리콤 그룹 단백질의 기능에 관심을 갖고있습니다. 그녀는 서로 다른 접근법을 사용하는 두 연구과제를 진행하면서 이 기능들에 대해 포괄적인 이해를 얻고자 하였습니다. 첫번째 연구 과제는 실험 데이터를 분석하여 인간 세포 내에서 올바른 유전자들이 어떻게 비활성화 되는지를 연구하였으며, 두번째 연구에서는 폴리콤 그룹 단백질이 어떻게 기능을 수행하는지 이해하기 위해 그 단백질의 기작을 모델링하여 연구하였습니다.
모아 룬크비스트 박사는 소설부터 애니메이션, 비디오 게임에 이르기까지 다양한 이야기를 사랑합니다. 그녀가 직접 창작할 때 선호하는 형식은 디지털 드로잉입니다.