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허원도 교수, Mai Khanh Nguyen 박사과정생 Nature Chemical Biology 논문게재 


Optogenetic oligomerization of Rab GTPases regulates intracellular membrane trafficking



Nature Chemical Biology | Article


Mai Khanh Nguyen, Cha Yeon Kim, Jin Man Kim, Byung Ouk Park, Sangkyu Lee, Hyerim Park & Won Do Heo


세포내 막교환 (Intracellular membrane trafficking)은 다양한 세포내 기능에 관여되어있으나 매우 다이나믹하고 복잡하여 시공간적으로 조절하는 것이 어려웠다. 이러한 한계점들을 극복하기 위해 본 연구에서는 빛으로 세포막의 이동을 조절 할 수 있는 새로운 기술, IM-LARIAT (생체막올가미)” 라는 광유전학기술을 개발하였다. 이는 청색 빛에 반응하는 식물 단백질의 상포작용과 다양한 Rab GTPase들을 융합한 기술로서 세포에 빛을 쬐어 주었을 때 생체막들이 서로 빠르게 군집을 이루어 세포막 이동이 일시 정지된다. 또한 빛의 노출 시간과 위치를 조절함으로써 특정 시간에, 세포내의 특정 위치에서의 세포막의 이동을 제어하는데 성공하였다. 세포내 특정 세포막에 위치하는 Rab GTPase이라는 단백질을 사용함으로써 특정 세포막의 이동만을 정지시킬 수 있었으며 그로 인해 세포내 물질수송, 세포막에서의 신호전달과정, 세포외부로의 물질 분비 등의 기능이 정지되었다. 또한 이 기술을 신경세포에 적용하여 신경세포의 성장원추 (growth cone)의 성장을 제어하는데 성공하였으며 성장원추의 성장과정에 관여하는 Rab GTPase들의 기능을 규명하였다.


Intracellular membrane trafficking, which is involved in diverse cellular processes, is dynamic and difficult to study in a spatiotemporal manner. Here we report an optogenetic strategy, termed light-activated reversible inhibition by assembled trap of intracellular membranes (IM-LARIAT), that uses various Rab GTPases combined with blue-light-induced hetero-interaction between cryptochrome 2 and CIB1. In this system, illumination induces a rapid and reversible intracellular membrane aggregation that disrupts the dynamics and functions of the targeted membrane. We applied IM-LARIAT to specifically perturb several Rab-mediated trafficking processes, including receptor transport, protein sorting and secretion, and signaling initiated from endosomes. We finally used this tool to reveal different functions of local Rab5-mediated and Rab11-mediated membrane trafficking in growth cones and soma of young hippocampal neurons. Our results show that IM-LARIAT is a versatile tool that can be used to dissect spatiotemporal functions of intracellular membranes in diverse systems.



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공지 허원도,김대수,한용만 교수 공동연구팀,Nature Biotechnology지에 표지논문 게재 file 생명과학과 2015.10.12 20464
238 정유진 석사과정 학생, 조병관 교수 Nature Communications 논문 게재(2016.06) / Yujin Jeong, a Master's degree student and Prof. Byung-Kwan Cho published a paper in Nature Communications (2016.06) 생명과학과 2016.06.07 3675
237 허원도 교수, 김진만 박사, 이민지 박사과정 학생 PNAS지에 논문 게재(2016.05) / Prof. Won-Do Heo, PhD. Jin-Man Kim and Min-Ji lee publish an article in PNAS (2016.05) 생명과학과 2016.05.18 3347
236 김재현 박사과정 학생, 이승희 교수 J.Neurosci. 게재 (2016.05) / Jae-Hyun Kim and Prof. Seung-Hee Lee published article at J. Neurosci. (2016.05) 생명과학과 2016.05.18 3797
235 Thao Phuong Le 박사과정 학생, 최광욱 교수 Nature Communications 게재(2016.05) / Thao Phuong Le, a Ph.D candidate and Prof. Kwang-Wook Choi published a paper in Nature Communications (2016.05) 생명과학과 2016.05.11 3394
234 고창민 박사과정 학생, 최광욱 교수 Oncogene 게재(2016.04) / Chang Min Ko, a Ph.D candidate and Prof. Kwang-Wook Choi published a paper in Oncogene (2016.04) 생명과학과 2016.04.15 3498
» 허원도 교수, Mai Khanh Nguyen 박사과정 학생 Nature Chemical Biology 논문 게재(2016.04) / Prof. Won Do Heo and Mai Khanh Nguyen Ph.D. published a paper in a Nature Chemical Biology(2016.04) 생명과학과 2016.04.12 3484
232 최길주 교수, KAIST 지정 석좌교수 임명 / Prof. Giltsu Choi is appointed KAIST-chair professor. 생명과학과 2016.03.16 4150
231 오병하 교수, 제 9회 아산의학상 수상 file 생명과학과 2016.03.14 4591
230 정형록 박사과정 학생, 최광욱 교수 Development Cell 게재(2016.02) / Hyung-Lok Chung, a Ph.D candidate and Prof. Kwang-Wook Choi published a paper in Dev. Cell (2016.02) 생명과학과 2016.03.11 3349
229 2015년 KAIST 대표 R&D 연구성과 10선 선정 / Announcement of KAIST's Top 10 Research Accomplishments of 2015 생명과학과 2016.03.07 3188
228 개교 45주년 기념 우수교원 수상 / Announcement of the 2016 Faculty Award Winners in Commemoration of the 45th Anniversary of Founding 생명과학과 2016.03.07 2658
227 최은비 박사과정 학생(김미영 교수 실험실) Oncogene 게재(2016.02) / Eun-Bee Choi, a Ph.D candidate in Prof. Mi-Young Kim’s lab published a paper in Oncogene (2016.02) 생명과학과 2016.03.07 3493
226 박우용 박사과정 학생(김미영 교수 실험실) Cancer Research 게재(2016.01) / Woo-Yong Park, a Ph.D candidate in Prof. Mi-Young Kim’s lab published a paper in Cancer Research (2016. 1) file 생명과학과 2016.01.22 4719
225 전상용 교수, 차세대 면역항암제 플랫폼 개발 위한 공동연구협약 체결 / Professor Sangyong Jon, make a research-cooperation contract for developing next-genreation anti-cancer drug platform 관리자 2016.01.08 4173
224 최준호 교수, 한국분자-세포생물학회 회장 취임 / Professor Joonho Choe is augurated as the chairman of KSMCB 생명과학과 2016.01.05 3244
223 김정현 박사과정 학생 (최길주 교수님 lab), AOCP 2015 우수 포스터상 1등 수상! / Junghyun Kim (PhD Candidate; Giltsu Choi's lab) won the Best poster award at AOCP 2015. file 생명과학과 2015.12.11 4392
222 김진우 교수, 김형태 박사 Cell Reports에 논문 게재(2015.10) / Professor Jin Woo Kim and Hyung-Tai Kim Ph.D. published paper in Cell reports (2015.10) file 생명과학과 2015.10.29 5135
221 박혜림 학생 (허원도 교수님 Lab), 제1회 다카라 우수논문상 수상! / Hyerim Park (Won Do Heo's lab) won the first Takara outstanding paper award! file 생명과학과 2015.10.07 6212
220 김학성 교수, 이중재 박사 Angewandte Chemie에 논문 게재 (2015) / Prof. Hak-Sung Kin and PhD. Joong-Jae Lee published a paper at Angewandte Chemie (2015) 생명과학과 2015.08.31 5541
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