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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 권도형
논문 Dohyeong Kwon, Eunbyeol Park, and Suk-Jo Kang (2017) Stimulator of IFN genes-mediated DNA-sensing pathway is suppressed by NLRP3 agonists and regulated by mitofusin 1 and TBC1D15, mitochondria dynamics mediators. The FASEB journal, FJ.201700328R
한줄요약 미토콘드리아의 역동성(dynamics)이 STING pathway를 조절한다, episode 1

인터뷰


 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요.


일반적으로 세포의 DNA는 핵내에만 존재합니다. 만약 사이토졸 내에서 DNA센서가 DNA를 인식한다면, 세포는 외부 병원균의 DNA로 인식하여 제1형 인터페론을 생성하는 면역반응을 유도합니다. 우리 세포는 사이토졸 내의 DNA를 인식하는 다양한 DNA 센서들이 있지만, 대부분 STING이라는 단백질을 통하여 제1형 인터페론생성을 유도하여 병원균에 대한 방어를 시작합니다. 바이러스 침입에 대한 면역반응 뿐만 아니라 자신의 DNA에 의한 자가면역질환에서도 STING이 중요하다고 알려졌으며, 최근에는 암분야에서도 중요하게 연구되고 있습니다.


본 논문에서는 STING pathwayIL-1b 생성을 유도하는 NLRP3 inflammasome 작용물질(agonist)에 의해 억제 된다는 것을 보고 하였습니다. 면역반응은 다양한 pathway를 통해서 생성되는 사이토카인들과 세포가 관여하는데, 구조적으로 분리되어 있는 다른 면역 pathway에 의해 STING pathway가 조절될 수 있다는 것을 보여준 최초의 논문입니다. 그리고 NLRP3 inflammasome 작용물질은 미토콘드리아의 분열(Fission)을 통해서 STING pathway를 억제하는 것을 확인하였습니다. 미토콘드리아는 일반적으로 에너지 생성, Ca2+ 항상성유지, apoptosis조절에 중요한 기관으로 알려져있지만, ROS 생성, 면역신호전달체계의 플랫폼역할등 면역반응에서도 중요한 세포소기관입니다. 특히 환경에 따라 결합(Fusion)과 분열(Fission)을 반복하는 역동성 있는 기관으로서 (Mitochondria dynamics), mitochondria dynamics에 의해서 에너지 생성, mitophagy등 다양한 기능이 조절된다고 알려져있습니다. RNA virusInflammasome 면역반응에서는 미토콘드리아의 중요성이 알려졌지만, STING pathway에서는 그 역할이 알려져 있지 않았습니다. 본 논문에서는 STING pathway에서도 미토콘드리아가 중요하다는 것을 확인했을 뿐만 아니라 미토콘드리아의 다양한 특징중에서 mitochondrial dynamics가 중요하다는 것을 보여준 논문입니다.



2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.


미토콘드리아는 에너지를 생성할 뿐만 아니라, ROS 생성, Ca2+ 항상성, apoptosis 조절등 다양한 면에서 세포에 중요한 소기관입니다. 그래서 미토콘드리아의 어떤 특성이 STING pathway를 조절하는지 확인하기 위해서 TCA cycle enzyme들의 활성도 측정부터, Fractionation, ROS, Mitochondrial membrane potential, 전자 현미경 촬영등 다양한 실험들을 진행하였고 진행하고 있습니다. 그러다보니, 출장을 가서 최신의 고가실험장비들을 사용하는 경우도 있었지만 1970년대나 그 이전 논문들을 참고해서 실험을 셋업한 경우도 있었습니다. 기억나는 실험은 주사기와 바늘로 Homogenization을 하여 미토콘드리아를 분리 한 후, enzymesubstrate를 하나씩 넣어주면서 TCA cycle activity를 시간대별로 측정했었습니다. 처음에는 이것이 과연 될까 걱정했었는데, 시간이 지남에 따라서 흡광도가 일정하게 변화하는 것을 보면서 실험을 직접하면서도 굉장히 신기해했던 기억이 있습니다.



3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.


사소한 실험이라도, 논문에 넣을 최종 실험이라고 생각을 하고 진행하는 것이 굉장히 중요한 것 같습니다. 연차가 올라갈수록 시간은 빠르게 흐를 것이고, 경쟁 그룹은 기다려주지 않을꺼에요. 그런데 사소한 것 하나하나가 어떤 태클을 걸지 모릅니다.

일을 미루지 마세요. 오늘의 일을 대신해줄 내일의 가 있어서 너무 고맙지만, 어제의 할일을 오늘로 미룬 어제의 때문에 힘들어집니다.



4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?


고등학교 3학년때, 과학동아에 실린 ‘Genome Project’ Proteomics 관련된 글을 보고 생명과학과로 진학을 했고, 전공수업을 들으면서 조금 더 생명에 대해 자세히 알고 싶었습니다. 그래서 대학원 진학을 해서 연구를 하고 있습니다.



5. 다른 하고 싶은 이야기


  문제를 해결하는데 있어서 실험적인 방법에 제한을 받지않고 깊이있는 Molecular work부터 동물 모델까지 다양한 실험방법을 배우고 접할 수 있는 기회는 많지 않을텐데, 분자세포면역학 연구실에서 교수님의 지도를 받아 그런 경험을 할 수 있어서 교수님께 정말 감사드리며, 실험방법이나 대학원생활과 관련해서 많은 조언을 해준 여러 동료들에게도 감사드립니다.