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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.


  1. 손유경(생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    1. 배경지식 세포 내외의 신호 전달 체계를 조절하는 것은 세포 및 단백질의 기능을 이해하는 기초적인 연구 및 질병 치료제를 개발하는데 있어서 매우 중요한 부분을 차지하고 있습니다. 현재까지는 세포 내로 진입하는 방법에 어려움이 있기 때문...
    Date2018.05.21 By생명과학과 Views396
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  2. 현광범(진핵세포 전사 연구실, 김재훈 교수님)

    <Rad5의 DNA replication fork reversal 모델> 1. 배경지식 다양한 DNA lesion은 replication fork를 stall할 수 있습니다. 이러한 stalling은 genome의 instability 와 cell death를 일으킬 수 있기 때문에, stalled replica...
    Date2018.05.14 By생명과학과 Views473
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  3. 김종원(생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    <표적 특이적 유전자 전달 복합체의 구성 및 유전자 전달> 1. 배경지식 기존의 유전자 전달체는 바이러스성과 비바이러스성 전달체로 구분할 수 있습니다. 바이러스성 전달체는 높은 형질 발현율을 보이는 반면, 면역...
    Date2018.05.14 By생명과학과 Views366
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  4. 노수민(동물세포공학 실험실, 이균민 교수님)

    <GS/MSX시스템을 이용해서 바이오의약품 생산세포주를 만드는 과정> 1. 배경지식 바이오 의약품 (치료용 단백질, 재조합 단백질)을 생산하고자 할 때, 간단한 모양을 가진 단백질은 미생물이나 효모에서도 생산이 가능하지만 복잡한 형태...
    Date2018.05.09 By생명과학과 Views562
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  5. 김태윤(생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    ▷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...
    Date2018.05.09 By생명과학과 Views460
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  6. 김륜희(시냅스뇌질환 연구실, 김은준 교수님)

    1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 뇌가 정상적으로 기능하기 위해선 다양한 molecular process를 통해 neuronal synapse가 잘 발달 되어야 합니다. 특히나, presynapse와 postsynapse 사이의 adhesive contact은 매우 중요한 단계이며 이 ...
    Date2018.04.30 By생명과학과 Views486
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  7. 황순규(시스템 및 합성생물학 연구실, 조병관 교수님)

    그림. 트랜스포존 시퀀싱 기법을 이용한 pyruvate transporter 유전자 기능 규명 1. 배경지식 Pyruvate 은 생명체에서 탄소원으로부터 에너지를 얻는 과정인 Central carbon metabolism 에서 glycolysis ...
    Date2018.04.30 By생명과학과 Views419
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  8. 문경환(신경발생학 연구실, 김진우 교수님)

     <Nf2는 각 구획의 세포분열 속도를 조절하는 스위치> 1. 연구를 시작한 계기 : 신경섬유종증을 앓고 있는 환자 중 많은 수가 안과 관련 질환을 가지고 있습니다. 이번 연구는 신경섬유종증의 원인이 되는 Nf2 유전자 돌연변이가 어떤 기작으...
    Date2018.04.30 By생명과학과 Views329
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  9. 최원영(분자종양유전학 연구실, 임대식 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Hippo pathway의 effector protein인 YAP과 TAZ의 활성이 직접적으로 위암을 일으킬 수 있다는 것을 동물(마우스)모델로 증명하고, 분자적으로는 YAP activation이 MYC을 upregulation 하는 기전...
    Date2018.04.30 By생명과학과 Views278
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  10. 김태묵(크로마틴 연구실, 이대엽 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Next-Generation sequencing(NGS) 기술로 인해 최근 수년간 대규모의 Sequencing 데이터가 쌓여가고 있습니다. 많은 생물학을 연구하는 연구원들께서 이미 공개된 수많은 데이터를 ...
    Date2018.04.23 By생명과학과 Views347
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  11. 박세근, 정용철, 김대건(행동유전학 실험실, 김대수 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 사람과 동물은 생존을 위한 먹이나 유용한 자원을 획득하기 위해 호기심을 갖고 다양한 사물을 탐색한다. 동물이 유용한 자원 혹은 먹이를 확보하려는 것은 생존을 위한 강력한 욕구이다. 인...
    Date2018.03.19 By생명과학과 Views642
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  12. 서호규(크로마틴 연구실, 이대엽 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요 이 논문은 제 직전 논문의 후속 연구논문입니다. 이전 논문에서 Proteasome이 fission yeast centromere에서 heterochromatin spreading을 막는 새로운 기능이 있다는 것을 밝혔고,...
    Date2018.03.13 By생명과학과 Views661
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  13. 서호규(크로마틴 연구실, 이대엽 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Proteasome은 이름에서도 알 수 있듯이 수십 개의 단백질들로 구성되어 있는 복합체로서 세포 내 단백질들을 분해하는 기능으로 잘 알려져 있습니다. 체내 전체 단백질의 1%를 혼...
    Date2018.03.13 By생명과학과 Views643
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  14. 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 생기...
    Date2018.03.05 By생명과학과 Views736
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  15. 이민지(바이오이미징/광유전학 실험실, 허원도 교수님)

    ▷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-...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views999
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  16. 변현종(카이스트 부설 한국과학영재학교 미생물공학실, 안정훈 교수님) - 카이스트 생명과학과 학부생

     ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 타입 I 분비 시스템(T1SS) 중 “폴리펩타이드를 수송하는 ABC 수송체”들의 단백질 분비 특성에 관해 연구한 논문입니다. 우리는 Pseudomonas fluorescens 박테리아가 보유한 ABC 수...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views769
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  17. 송요셉(시스템 및 합성 생물학 연구실, 조병관 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 화석연료는 에너지 연료로만 사용되는 것이 아니고, 정유시 발생하는 석유화학제품도 제약, 섬유 산업 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 화석연료 고갈 문제 및 사...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views687
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  18. 신정환(시스템신경과학 연구실, 정민환 교수님)

      ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 기저핵은 신경계에서 대표적으로 강화학습과 수의적인 운동에 중요한 부위로 알려져 있습니다. 강화학습이란 예측한 기대치 (Expected value)와 ...
    Date2018.01.29 By생명과학과 Views804
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  19. 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 CH...
    Date2018.01.29 By생명과학과 Views782
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  20. 정지혜(시스템 및 합성생물학 연구실, 조병관 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 단감의 경우 실제로 수확 후, 2주 후부터 연화가(물러짐) 진행되어 1달이 지나면 대부분의 단감이 연화되어 먹을 수 없습니다. 이렇듯 단감이 상품성을 가질 수 있는 기간은 한정적 ...
    Date2018.01.08 By생명과학과 Views804
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