COVID-19 펜데믹이 생명과학자에게 미치는 영향

                                                 - Jan O. Korbel & Oliver Stegle -

  우리는 아직 SARS-CoV-2 바이러스(제2형 중증급성호흡기증후군 코로나 바이러스) 발생의 장기적인 영향을 알지 못할 것이지만, 우리 중 많은 사람들이 일상 생활 뿐만 아니라 생명과학자로서의 업무에도 이미 영향을 느끼기 시작했다. 전 세계 국가에서 부분적 또는 전체적인 시설 폐쇄로 인해 전 세계 COVID-19 건강 위기는 우리의 업무 패턴을 포함하여 생명 과학 환경에 빠르게 영향을 미쳤다.
  일부 생명과학자들은 오늘날 COVID-19와 관련된 업무 제한 때문에 또는 학교와 유치원의 폐쇄와 관련하여 아이들을 돌봐야 하기 때문에 실험을 수행할 수 없어 “꽉 막혔다”고 느낄 수 있다. 이것은 특히 단기 계약을 맺고 미래의 경력에 대해 걱정하는 젊은 생명과학자들에게 두려움으로 다가올 수 있다.
  다른 과학자들은 집에서 일하는 동안 과학 프로젝트를 더 발전시키기 위해 폐쇄 기간과 통행금지 시간을 사용하기 시작했을지도 모른다. 사실, 아이작 뉴턴은 1665년 캠브리지 대학이 전염병이 발생한 동안 공부를 계속하기 위해 학생들을 집으로 돌려보냈을 때 그의 획기적인 과학 연구의 진수를 발전시켰다. 뉴턴에게 이것은 캠브리지에서 북서쪽으로 약 60마일 떨어진 곳에 있는 가족 소유지인 Woolsthorpe Manor를 의미하며, 그곳에서 1년 이상 격리되어 있었다. 1667년 케임브리지로 돌아온 그는 재택 근무를 하면서 고전 역학에 대한 자신의 이론을 발전시켰다 [1]. 불과 2년 후, 그는 캠브리지 대학교의 교수가 되었다.
  물론, 17세기 이후로 많은 것이 바뀌었다. 오늘날의 과학은 세계적으로 연결되어 있으며 점점 더 협력적이다. 광범위한 화상회의(VC) 시스템, 원격회의 플랫폼 또는 Slack[2]과 같은 협업 도구를 사용하여 국내·외 동료와 연결하면서 집에서 컴퓨터로 작업하는 수단이 있다. 컴퓨터를 사용하는 생물학자와 데이터 과학자의 경우, 협업은 분석 결과를 전달하거나 컴퓨터 코드의 공동 개발을 통해 촉진될 수 있다. 오늘날 거의 모든 커뮤니케이션이 전자적이라는 사실은 또한 국제적으로 열리는 가상 저널 클럽, 가상 과학 세미나, 그리고 공통 관심사에 대한 특별 워크숍과 훈련 활동과 같은 새로운 협업과 온라인 활동의 원동력이 된다. 국제 EMBO | EMBL 심포지엄 "The four dimensional genome – Virtual" (평소 독일 하이델베르크에서 개최)과 2020년 판 "The Biology of Genomes" (평소 뉴욕 Cold Spring Harbor Laboratory에서 개최)와 같은 "가상 회의"로 과학 컨퍼런스가 열리고 있다. 이들은 각각 2020년 3월과 5월에 온라인으로 운영되었고, 실시간으로 대화를 스트리밍하고 실시간 토론이 이루어졌다.
  기관 폐쇄에도 불구하고 과학자들과 신속하게 연결할 수 있는 능력은 COVID-19를 대상으로 한 협력 활동에 연구자들의 참여를 가능하게 했다. 여기에는 SARS-CoV-2의 생물학 및 진화, 질병의 병원성 및 역학, 숙주 반응 및 숙주 유전학, 잠재적 치료법에 관한 연구가 포함된다 [3,4,5]. 예를 들어 2020년 4월 20일 유럽위원회 의장 Ursula von der Leyen에 의해 발표된 유럽 COVID-19 데이터 포털[6]은 과학자들이 유럽 오픈 사이언스 클라우드를 사용하여 COVID-19 퇴치와 관련된 연구 데이터 공유를 조정하도록 도움을 주고 있다. 추가 활동에는 COVID-19 질병 과정에서 숙주 유전자의 역할을 분석하기 위해 환자와 일치하는 숙주 게놈과 함께 SARS-CoV-2 바이러스 게놈의 순서를 지정하거나 UK Biobank [7]와 같은 기존 코호트를 활용하는 새로운 글로벌 노력이 포함된다. 여기에, Crowdfight COVID-19[8]와 같은 새로운 국제 플랫폼이나 COVID-19[9]에 대한 데이터는 다른 분야의 전문지식을 데이터 자원과 연결하여 과학자들이 SARS-CoV-2와 싸우는 데 협력할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 또 다른 예는 COVID-19와의 싸움을 위해 기계 학습과 인공지능에 대한 선도적인 연구자들의 전문지식을 연결하려고 하는 유럽 지능 시스템 연구소(ELIS)가 주최한 정기 워크숍 시리즈이다.
  본 사설에서, 우리는 COVID-19 관련 연구 활동에 참여하는지 여부에 관계없이 COVID-19가 생명과학자들의 일상생활에 미치는 영향에 대해 보고한다. 우리는 현재의 건강 위기가 생명 과학 분야의 업무 패턴에 어떤 영향을 미쳤는지에 초점을 맞추고 생명과학 커뮤니티에서 현 상황에서 누가 특히 취약할 수 있는지를 강조한다. 우리는 이 사설의 많은 부분을 2020년 4월 15일에서 23일 사이에 독일, 스페인, 영국, 이탈리아, 프랑스, 캐나다, 터키, 미국의 동료들 사이에 유포된 설문 조사에 기초했다. 전체 응답은 881건으로 그 중 72%가 교육생, 지원 스태프 11%, 교수 17%였다. 응답자 중 62%는 실험 전문가, 34%는 컴퓨터 생물학자로, 4%는 행정 지원 인력으로 특성화 했다.

생명 과학자에게 미치는 영향: 연구 진행 및 업무 조건

  응답자의 77%는 기관이 완전히 문을 닫았으며 필수 서비스 직원만 현장에 있다고 말했다.  19%는 (연구소가 50% 이하로 운영되는) 부분적인 폐쇄를 보고했고, 나머지는 기본적으로 "완전 운영"하는 기관이라고 보고했다.
  우리의 설문 조사에 따르면 전반적으로 생명과학자들에게 기관 폐쇄가 중요한 영향을 미친다는 것을 확인시켜 주었다. 생명과학자들의 57%가 자신의 업무 중 일부를 잃었다고 보고했다. 업무를 반복하면 추가 자금을 소비되기 때문에 재정적 결과가 발생할 수 있다. 25%의 응답자가 실험실 폐쇄로 인해 최소 1개월에서 최대 6개월까지 작업이 손실되었다고 답했으며, wet lab(73%)과 dry lab(31%)의 차이는 컸다. 동시에 자기 인식 생산성 수준이 낮아져 dry lab 과학자가 예상대로 집에서 계속 작업을 수행할 가능성이 훨씬 더 높았다(dry lab 과학자의 29%, wet lab 과학자의 10%만이 "적어도 80%의 생산성"을 보고했다.). 또한 wet lab 과학자들 사이에서 자기 인식 스트레스 수준(이전 대비 폐쇄된 기간 동안)이 더 뚜렷하게 증가했으며, 교육생과 비 종신 교수에게서 더 높은 증가를 보였다. 반면에, 일부 응답자들은 실험실 휴업 중 스트레스가 정상 업무 수행 중에 보다 낮다고 보고했는데, 이는 일상적인 업무 중단 빈도가 낮거나 동료 및 실험실 책임자의 결과 전달 기대치가 낮아진 것으로 설명될 수 있다.
  예를 들어 혼자 사는 조건 vs. 배우자 또는 가족과 함께 사는 조건, 그리고 과학자들이 자국 내의 기관에 기반을 두고 있는지 또는 그들이 국외 거주자인지 여부도 COVID-19 발병이 야기한 개인적 영향 수준에 영향을 미치는 것으로 보인다. 우리는 남성과 여성 과학자들 사이의 일부 차이를 관찰했는데, 여성들은 생산적인 시간이 더 적다고 보고했습니다. 이는 부분적으로 wet lab 과학자들 사이에서 여성의 비율이 높기 때문이며(여성 응답자의 70% vs. 남성 응답자의 60%가 주로 실험적으로 일한다), 또한 육아 의무의 차이를 반영할 가능성이 있다. 이것은 기관 폐쇄 기간 동안 여성 과학자들의 특정한 취약점을 시사한다. 또 다른 취약계층은 국외 거주자들, 특히 고국이 있는 대륙이 아닌 다른 대륙에 위치한 생명과학 연구소에서 일하는 교육생들인 것으로 보인다. 이 젊은 과학자 중 34%는 혼자 살고 있는 반면, 모국에서 일하는 응답자의 14%만이 혼자 살고 있다. 이러한 국외 거주자들은 좀 더 고립감을 느낄 수 있으며 언어 문제로 인해 현지 규정을 자주 업데이트함으로써 잠재적 문제에 직면할 수도 있다.

교육 기회 및 e- 컨퍼런스

  또한 과학적 커뮤니케이션, 협력 및 훈련의 패턴과 관련하여 COVID-19가 과학 시스템에 미치는 다양한 영향이 있었다. 모든 커리어 단계에서 VC는 그룹 회의 또는 저널 클럽을 운영하고 협업자를 만나는 데 중요한 역할을 했다. 모든 커리어 단계의 생명과학자 중 90% 이상이 설문 조사에서 이러한 목적으로 VC를 더 정기적으로 사용하고 있다고 보고했다. 응답자의 거의 절반이 감독자, 멘토 또는 직속 관리자와의 커뮤니케이션 수준이 변하지 않았다고 답한 반면(48%), 1/5은 심지어 증가했다고 답했으며(22%), 이는 다행스럽게도 VC가 많이 사용되고 있으며, 효과적인 커뮤니케이션과 멘토링 수단이 될 것임을 시사했다.
  설문 조사 당시 생명과학자의 30%는 COVID-19 대유행이 시작된 이후 가상 과학 컨퍼런스에 참석했으며, 이는 전자 컨퍼런스가 과학 회의에 중요한 형식이 되고 있음을 시사했다. 특히 교육생들은 기관 폐쇄 기간 동안, VC 기반 생물 정보학 과정을 포함하여 e- 러닝 기회를 많이 활용하고 있다고 보고했으며, dry lab(50%) 교육생보다 wet lab(72%) 비율이 높았다. 이는 특히 일반적으로 wet lab에 기반을 둔 연습생들이 그들의 기량을 확장하기 위해 폐쇄 기간을 이용한다는 것을 나타낸다. 여기에는 현재 프로그래밍 언어를 배우고 있는 많은 젊은 과학자들이 포함된다. 그들에게는 실험 업무에서 의도하지 않은 단절이 더 다양한 분야의 하이브리드(wet/dry) 데이터 과학자로 발전할 수 있는 기회가 된다.

COVID-19 발생 중 협업 패턴

  49%의 과학자가 COVID-19 발생 기간 동안 연구 시간이 단축되었다고 보고했지만, 많은 과학자들이 데이터 분석(43%), 원고 또는 논문 작성(45%), 보조금 애플리케이션 개발(11%)( Fig.1 참조). 에 더 많은 시간을 할애하기 위해 폐쇄 기간을 이용하고 있다고 밝혔다. 실제로 COVID-19 관련 제한이 나타난 이후 과학 저널에 대한 원고 제출이 이미 증가하고 있다는 초기 징후가 있다[4]. 그리고 다소 인상적인 것은 100명 이상의 응답자(102명, 전체의 18%)가 COVID-19 퇴치를 목표로 연구에 직접 기여할 수 있도록 정기적인 과학 활동을 변경했다는 것이다. 유럽 분자 생물학 기구(EMBO)의 회원들 사이에 유포된 최근 조사는 생명과학자들의 COVID-19 퇴치 의지에 대한 독립적인 증거를 제공한다.  (https://www.data-against-covid.org).
  이 연구는 또한 생명과학자들이 시약, 기구, 보호 장비, IT 인프라(클라우드 컴퓨팅 플랫폼과 같은 고성능)를 제공하거나, 임상 작업을 제공하고 언론인 및 대중과 소통함으로써 바이러스 학자, 역학 및 의료 종사자를 적극적으로 지원하는 것으로 나타났다(https://www.embo.org/news/articles/2020/life-science-researchers-efforts-to-fight-covid-19).

  새로운 협력 수단은 COVID-19 폐쇄 기간 동안 과학 연구에 있어 중요성을 더하는 것으로 보인다. 당연히, 설문 조사를 마친 생명과학자의 94%가 VC를 사용하여 과학 협력, 토론 및 개발을 충분히 수행했다고 보고했다. 컴퓨터 생물학자의 18%는 GitHub에서 제공하는 것과 같은 커뮤니티 소프트웨어 개발 플랫폼을 사용한 공동 작업이 일상 업무와 관련성이 있다고 밝혔다.
  마지막으로, 비록 우리가 설문 조사에서 이것을 명시적으로 요구하지는 않았지만, 자체 연구그룹과 동료들과 이야기하는 것에서부터 과학자들이 VC를 통한 요리 클럽, 차나 커피 타임, 종이 접기 축하 행사, 그리고 심지어 맥주 타임까지 "원거리에서 사회화"하는 사회적 거리 두기의 시간들을 적극적으로 사용하고 있다는 것이 명백해졌다.
  요약하면, COVID-19는 스트레스 및 업무 중단을 야기하여 과학자들에게 상당한 영향을 미쳤지만, 지역 및 국제 협력, 아이디어 교환 및 전자 학습의 새로운 패턴이 나타나는 것을 볼 수 있다. 현재의 세계적인 건강 위기에서도 긍정적인 측면이 있다면, 우리가 미래에 "평상시의 비즈니스"로 복귀할 수 있게 되면 이러한 새로운 관행 중 일부를 유지하고 더 발전시키는 것이 바람직할 것이다. 광범위한 여행(및 관련 탄소 발자국) 없이 국내 및 국제적으로 생명 과학자 및 임상의와 생산적으로 협력할 수 있는 능력은 궁극적으로 과학 커뮤니티와 사회 전체에 이익을 가져올 수 있다.

References

1. Emeritus Professor of History of Science and Technology A, Hall R, Hall AR, Newton I. Isaac Newton: eighteenth century perspectives: Oxford University Press; 1999.
2. Slack. Where work happens. Slack. Available from: https://slack.com/. [cited 2020 Apr 24].
3. Li H, Liu Z, Ge J. Scientific research progress of COVID-19/ SARS-CoV-2 in the first five months. J Cell Mol Med. 2020; Available from: https://doi.org/10.1111/jcmm.15364.
4. Science in the time of coronavirus. Nat Methods. 2020;17:355.
5. Sun J, He W-T, Wang L, Lai A, Ji X, Zhai X, et al. COVID-19: epidemiology, evolution, and cross-disciplinary perspectives. Trends Mol Med. 2020; Available from: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1471491420300654.
6. COVID-19 Data Portal. Available from: https://www.covid19dataportal.org/. [cited 2020 Apr 24].
7. Bycroft C, Freeman C, Petkova D, Band G, Elliott LT, Sharp K, et al. The UK Biobank resource with deep phenotyping and genomic data. Nature. 2018;562:203–9.
8. Crowdfight COVID-19. Available from: https://crowdfightcovid19.org/. [cited 2020 Apr 24].
9. Data Against COVID-19. Available from: https://www.data-against-covid.org. [cited 2020 Apr 24].

출처: Effects of the COVID-19 pandemic on life scientists
 https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02031-1