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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 이민지
논문 Yuchao Li*, Minji Lee*, Nury Kim, Guoyu Wu, Difan Deng, Jin Man Kim, Xuedong Liu, Won Do Heo#, Zhike Zi# (2018) Spatiotemporal Control of TGF-β Signaling with Light. ACS Synth Biol. 2018 Jan 12. doi: 10.1021/acssynbio.7b00225.
한줄요약 광유전학을 통한 TGF-β receptor의 활성 조절


인터뷰


1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요.

세포는 외부 환경으로부터 오는 변화를 수용체를 통해서 인식하고, 그 신호를 세포 내부로 전달하는데, 이를 통해서 세포 내에서 여러 기능들이 조절됩니다. 이러한 수용체 중 TGF-β receptor TGF-β와 결합하여 하위 신호를 조절하는데, cell proliferation, differentiation, tissue development and homeostasis 등 여러 가지 세포의 기능에 중요한 역할을 한다는 것이 알려져 있습니다. 또한, 비정상적인 TGF-β signaling은 많은 질병과도 연관이 있는 것으로 보고 되어 있습니다. 이렇게 중요한 receptorspatiotemporal하게 조절할 수 있다면, 세포 수준에서부터 동물 모델에 이르기까지 생물학의 여러 분야에서 기존의 실험적 방법이나 설계로 증명하기 어려웠던 부분들을 연구할 수 있는 중요한 수단이 될 수 있을 것이라고 생각했습니다.

   TGF-β receptor에는 type Ⅰ두 가지 종류가 있고, TGF-β가 이 두 receptor extracellular domain에 결합하여, TGF-β receptor Ⅰ를 결합시킴으로써 하위 신호전달체계를 조절하게 됩니다. 이를 착안하여 각 receptorcytosolic region에 빛을 통해서 hetero-interaction을 하는 Arabidopsis thaliana CIB1 단백질과 CRY2 단백질의 PHR domain을 결합시켜, 빛에 반응하여 활성이 조절되는 TGF-β receptoroptoTGFBRs를 개발하였습니다.


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2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.

에피소드라기 보다는 이 기술을 개발할 수 있었던 계기를 설명 드리고 싶습니다. 제가 20129월에 지금의 지도교수님이신 허원도 교수님 실험실에서 로테이션을 돌았는데, 이 때, optogenetics를 처음 접하게 되었습니다. 당시에 연구실에서 이미 CRY2PHR domainCIB1 단백질과 hetero-interaction하는 것뿐만 아니라 homo-oligomerization되는 것을 밝혔고, 이런 성질들을 적용해서 RTKs, Ca2+ channel 등의 활성을 조절하는, , proteininhibition할 수 있는 system 등을 개발하는 일들이 활발하게 이루어 지고 있었습니다. 제가 같이 일했던 사수오빠들께서optoRTKs중 하나인 optoFGFR1을 개발하셨고, 여기에서 아이디어를 받아서 TGF- β의 활성을 조절하는 optoTGFBRs를 만들어보면 좋겠다는 생각을 하게 되었습니다. 그리고 독일에 계신 Zhike 박사님과 공동연구를 통해서 modification하는 과정을 거쳐 지금의 optoTGFBRs가 될 수 있었습니다.


3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.

지혜라기 보다는 그 동안 연구를 진행해 오면서 제가 느낀 점을 말씀 드리고 싶습니다. 다들 알고 계시겠지만 연구를 진행하다 보면 쏟아져 나오는 많은 논문들을 내 것으로 만드는 시간도 필요하고, 그와 더불어서 실험을 계획하고 진행해야 하는데, 원하는 것처럼 결과가 나오지 않을 때도 많습니다. 사실 이런 과정들이 처음 대학원을 들어오던 때의 패기나 열정만으로 견뎌내기는 쉽지 않다고 생각합니다. 학위를 계속해 나가고, 연구를 계속 진행함에 있어서 제일 필요한 것은 꾸준하게 내가 필요한 것들을 해 나갈 수 있는 지속력과 지구력이라고 생각합니다. 그리고 이 지속력과 지구력을 지켜나가기 위해서는 항상 본인의 연구에 대한 흥미를 잃지 말아야 한다는 게 저의 생각입니다. 각자 지금의 상황에서 조금의 위트를 더한다면 학위 기간이 훨씬 수월해 질 수 있을 것입니다.


4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?

왜 학위를 시작했냐는 질문으로 바꿔 이해한다면 이렇게 답을 할 수 있을 것이라고 생각합니다. 텍스트로 안에서 갇혀있던 지식들이 실험 수업을 통해서 현실로 다가오자 매우 새롭게 느껴졌던 것 같습니다. 엄청난 실험을 했던 것은 아니었지만 세포를 직접 분리해보고, 현미경을 통해서 내 눈앞에서 관찰할 수 있다는 것이 TV에서만 보던 연예인을 만난 것처럼 너무 생생하게 다가왔습니다. 지금 내가 어쩌면 보다 손쉽게 할 수 있는 이 실험과 교과서를 통해서 배울 수 있었던 이 사실들이 누군가가 밤을 지새우며 생각에 생각을 하고, 다른 이와 머리를 맞대고 토론을 하며, 여러 실험들을 통해서 밝혀내고 만들어낸 산물이라고 생각하니 뭔가 모를 희열이 느껴졌습니다. 언젠가 나도 내가 하는 일들도 저렇게 역사(생명과학의 역사)의 한 부분이 될 수 있다면 참 좋겠다는 생각을 했었습니다.  


5. 다른 하고 싶은 이야기

   연구 이외에 말하고 싶은 것은 지금까지의 학위 기간을 함께 했고, 앞으로도 함께할 실험실 식구들에게 보내는 감사의 마음입니다. 처음에 실험실에 들어올 때, 교수님께서 우리 실험실의 장점이 실험실 사람들끼리의 관계를 매우 중요시하고, 서로 소통도 원활하게 잘 이루어지는 실험실이라고 말씀을 해주셨었는데, 지내오면서 그 말씀이 무엇인지 알 수 있게 되었습니다. 실험부터 연구활동의 전반적인 것들을 가르쳐 준 사수오빠들과 여러 선배님들, 그리고 밑에서 실험실이 잘 돌아갈 수 있도록 제 자리에서 맡은 역할을 잘 해주는 후배님들에게 너무 고맙습니다. 저 역시 좋은 후배였는지 혹은 좋은 선배였는지 되짚어 보며, 앞으로 더 발전하는 연구자가 될 수 있도록 하겠습니다.




  1. 이승준_(분자신경생물학 연구소, 김은준 교수님 )

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  3. 이한솔 (구조생명과학 연구실, 오병하 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현미경을 통해서만 볼 수 있는 조그마한 우리의 세포 속에는 2m가 넘는 기다란 DNA가 들어있습니다. 이 DNA들이 헝클어지지 않고 정상적으로 기능하도록 단단하게 응축(condensation) 시켜주는 단백질이 존재하...
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    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 미토콘드리아는 에너지 생산뿐만 아니라, 칼슘의 저장소, Apoptosis, lipid 합성등 다양한 기능을 수행하는 세포소기관으로, 에너지 상태 외에도 다양한 ion의 흐름, 외부 신호, 미토콘드리아의 역동성(dynamic...
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  5. 유다영(동물세포공학 연구실, 이균민 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현재 mammalian 세포에서 생산되는 단백질 의약품의 70%는 Chinese hamster ovary (CHO) 세포를 이용합니다. Glutamine synthetase (GS) / Methionine sulfoximine (MSX) 시스템은 CHO 세포에서 단백질 생산을 ...
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  6. 정선혜(세포분열분화발생 실험실, 임대식 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD, 비알콜성지방간)/ Non-Alcoholic Steatohepatitis (NASH, 비알콜성지방간염)은 이름 그대로 알코올섭취와 상관없이 생기는 지방간 또는 지방간염으로서, 비만인구 ...
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  7. 조유리(분자세포면역학 연구실, 강석조 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해주세요. 2011년 Ralph Steinman이 Dendritic cell의 발견을 한 공로로 노벨 생리의학상을 수상하였습니다. 그 만큼 Dendritic cell은 우리 면역 시스템에 굉장히 중요한 면역 세포입니다. Innate 와 adaptive immune sys...
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  8. 곽미정 (구조생명과학 연구실, 오병하 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 본 논문은 폐렴을 일으키는 레지오넬라 뉴모필라 균의 독성단백질 분비 기작에서 중요한 역할을 하는 Type IV coupling protein complex(T4CP)의 전체 모델 구조를 규명한 논문입니다 (아래그림). 레지오넬라균...
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      ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 기저핵은 신경계에서 대표적으로 강화학습과 수의적인 운동에 중요한 부위로 알려져 있습니다. 강화학습이란 예측한 기대치 (Expected value)와 실제 결과 (Outcome)의 차이 (Reward prediction err...
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    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현재 사용되고 있는 대부분의 질병 치료제들은 항체에 기반하고 있습니다. 그러나 이러한 항체 기반의 치료들은 제작이 어려우며 제조비용도 매우 높습니다. 그래서 이러한 항체들을 대신할 단백질 기반의 치...
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    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 발생과정 중에 있는 조직에는 화학적 자극뿐만 아니라 휘어지고 뒤틀리고 혹은 서로 다른 경도의 세포기질에 둘러싸이는 등의 물리적 자극 또한 주어집니다. 그리고 이러한 물리적 자극이 실제로 세포 분열조절...
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  13. 경현호, 최윤주(생체분자공학 실험실, 김학성 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 생명은 면역 체계라는 복잡한 방어 수단을 통해 자신을 보호합니다. 면역 체계의 핵심에는 ‘자신’과 ‘자신이 아닌 것’을 분자 단위에서 구분하는 대응 기제가 있습니다. 대조직적합성복합체(MHC; Major Histoco...
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  15. 윤정민(에피제네틱스 구조생물학 실험실, 송지준 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 우리 몸에 중요한 유전정보를 담고 있는 DNA는 Histone octamer에 146 base pair가 감겨 있는 nucleosome이라는 기본단위로 이루어진 chromatin 형태로 보관이 되어집니다. DNA 복제 과정에서는 DNA가 복제가 ...
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    그림. 트랜스포존 시퀀싱 기법을 이용한 pyruvate transporter 유전자 기능 규명 1. 배경지식 Pyruvate 은 생명체에서 탄소원으로부터 에너지를 얻는 과정인 Central carbon metabolism 에서 glycolysis 와 TCA cycle 의 중간 단계 물질로, 다양한 세포 내 대...
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  19. 현광범(진핵세포 전사 연구실, 김재훈 교수님)

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    Date2018.05.14 By생명과학과 Views5220
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  20. 유병준 (바이오나노의약 연구실, 전상용 교수님)

    < 펩타이드-항체 복합체 구성 및 항암 작용기작 > 1. 배경지식 펩타이드의약품이란, 약 40여개 이하의 아미노산으로 이루어진 물질로 주로 화학적인 합성을 통해서 생산하는 의약품을 말합니다. 펩타이드의약품은 질병 관련 표적에 특이적 결합으로 인해 임상...
    Date2019.01.09 By생명과학과 Views4938
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