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Frequently asked questions about mathematical biology

아직 국내에는 생소한 전공을 하고 있다 보니 수리생물학에 관한 문의를 이메일로 종종 받습니다만 연구와 강의만으로도 하루가 훌쩍 지나가다 보니 답장을 못해드리는 경우가 대부분입니다. 앞으로 시간이 날 때마다 자주 받았던 질문과 그에 대한 제 생각을 간단하게 이곳에 적어보려고 합니다. 수리생물학에 관심 있는 모든 분들에게 조금이나마 도움이 되었으면 합니다.

1. 수리 생물학에 대해서 알 수 있는 교양 서적?

Ian Stewart의 '생명의 수학'과 Steven Strogatz의 동시성의 과학 'Sync'는 수리생물학이 어떠한 분야인지 잘 소개한 교양서적입니다. '복잡한 생명 현상을 이해하는 21세기 현미경, 수학'과 '수리생물학 : 수학과 생물학의 아름다운 만남!'는 제가 최근에 기고한 수리생물학에 대한 짧은 소개 글입니다. Mike Reed 교수가 최근 AMS Notice에 기고한 'Mathematical Biology is Good for Mathematicians'은 수리 생물학이 수학 분야에 어떠한 영향을 미치고 있는지에 대한 글입니다.

2. 수리 생물학 개론 전공 서적?

Eduardo Sontag 교수 웹사이트에서 다운로드 받을 수 있는 강의 노트는 수리생물학에 가장 많이 사용되는 상미분방정식, 편미분방정식, 확률미분방정식이 어떻게 생명현상 연구에 사용되는지 잘 소개해 놓았습니다.

James Keener와 James Snyed의 'Mathematical Physiology'에는 많은 수리생물학 예제들이 소개되어 있습니다.

Ron Milo, Rob Phillips의 'Cell Biology by the numbers'는 제목에서도 느껴지듯 수학자가 읽어보기 좋은 세포 생물학 교재입니다.

3. 학부 때 수학만 공부한 학생도 대학원에서 수리생물학을 전공할 수 있나요?

네. 저 역시 학부 시절 생물학 공부는 전혀 하지 않았지만 박사과정 동안 즐겁게 수리생물학 연구를 할 수 있었습니다. 물론 대학원 코스웍 동안 정규 수학 수업 외에도 제가 관심있는 분야에 필요한 핵심 생물학 수업을 추가로 들어야 했기 때문에 좀 더 힘든 대학원생활을 보내긴 했습니다. 생물학 분야의 상세한 지식 보단 깊고 폭넓은 수학적 지식과 생명현상에 대한 호기심이 더 중요한 것 같습니다.

4. 학부 때 생물학만 공부한 학생도 수학과 대학원에서 수리생물학을 전공할 수 있나요?

현실적으로 학부 수학 전공 없이 폭넓은 전공수학에 대한 이해가 필요한 수학과 퀄 시험을 통과하기는 것은 매우 어렵습니다. 따라서 수학과 물리학 이론을 이용해서 생명현상을 연구하는 Systems Biology 학과에 진학하는 것이 더 좋은 선택이 될 수 있습니다.

5. 수리생물학자에기 필요한 자질은?

수리생물학의 목적은 주어진 생물학 문제를 제일 적합한 수학 도구를 사용해서 해결하고 그에 수반한 수학 이론을 개발하는 것입니다. 따라서 어떠한 수학 지식이 필요할지 모르기 때문에 폭넓은 수학 공부가 필요합니다. 미분방정식과 확률론은 가장 널리 사용되는 수학 분야들이고 대수학, 위상수학, 조합론도 수리생물학 연구에 사용되고 있답니다. 의미있는 생물학 문제를 찾고 본인의 연구하는 분야의 생물학 논문을 읽을 수 있을 정도의 생물학적 지식 역시 필요합니다. 특히, 실험을 해주는 공동연구자와 협력 연구를 위해서는 생물학의 언어로 이야기 할 수 있어야하고 본인이 도출한 가설을 테스트할 수 있는 실험 디자인이 어떤 것이 있을지까지 계획할 수 있어야합니다.

6. 수리생물학 전공자의 진로는?

아직 국내에는 수리생물학 전공자의 수가 많지 않아 외국의 사례를 소개해드리겠습니다. 우선 American Mathematical Society에서 발간하는 자료에 따르면 미국 수학박사 학위자 중 10% 이상 통계학 박사 학위자 중 40% 이상의 박사 학위 연구 주제가 생물학과 관련되어 있을 정도로 수학, 통계, 생물학의 결합이 급속하게 진행되고 있고 Academic 취업 시장도 이를 반영하고 있습니다. 그리고 수리생물학 전공자가 수학과가 아닌 생물학과나 의학과에 채용되는 사례가 국내외 모두 빈번해지고 있습니다. 일례로 KAIST 시스템 바이올로지 및 뇌공학에 물리학과, 전산학과 등 생물학과 관련 없어 보이는 학과에서 학위를 교수님들이 많이 계시지요. 그리고 Pfizer, Novartis와 같은 글로벌 제약회사에서 신약관련 모델링과 시뮬레이션을 위해 수리생물학 전공자들을 고용하고 있으며 미국 질병관리본부에서도 전염병 확산 모델링 관련해서 수학자를 고용하고 있습니다. 개인적으로 세상에서 제일 복잡한 생명시스템을 연구하는 것이 수리생물학 연구이다 보니 다른 분야로의 진출도 수월할 것이란 것이라 생각합니다. Science지에 실린 수리생물학자의 진로에 관한 글입니다. 10년전 글이지만 현재 국내 상황에 더 적합한 글일 수도 있겠네요.

7. 수리생물학 관련 강의를 들을 수 있는 기회가 있나요?

매년 한국수리생물학 연례학술대회가 열리고 매년 봄과 가을에 열리는 한국응용수학회에도 수리생물학 관련 세션이 있습니다. 이외에도 다양한 종류의 계절학교 워크샵등이 개최되고 있습니다.

2016년부터 미국 Matheamtical Biosciences Institute에서 National Mathematical Biology Colloquium을 진행하고 있습니다. 한달에 한번 수리생물학을 선도하고 있는 학자들의 강연을 온라인으로 생중계를 해주어서 누구나 신청만하면 참석할 수 있습니다.

To be continued...