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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 김희연
논문 Hee-Yeon Kim,* Jung Ae Kang,* Jeong-Hyun Ryou, Gyeong Hee Lee, Dae Seong Choi, Dong Eun Lee, and Hak-Sung Kim (2017) Intracellular Protein Delivery System Using a Target-Specific Repebody and Translocation Domain of Bacterial Exotoxin. ACS Chem. Biol. 12(11):2891-2897. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29019389
한줄요약 항체와 박테리아 독소를 이용한 세포 내 단백질 전달 시스템의 개발

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1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요.



   생물의약품이 세포 내로 전달되어 약효를 나타내기 위해서는, 일반적으로 선택적인 투과성을 지닌 세포막을 잘 투과할 수 있도록 디자인 되어야 합니다. 이러한 점에서, 세포의 분열 및 성장에 관여하는 상피세포성장인자 수용체(Epidermal growth factor receptor; EGFR)에 특이적인 인공항체는 EGFR을 과발현하는 세포와 선택적으로 결합할 수 있습니다. 이 인공 항체에 항암단백질 Gelonin을 결합시켜 EGFR을 과발현하는 유방암 세포에 전달하는 연구를 수행하였습니다. 항암단백질이 세포 표면에 결합한 후 세포막을 투과하여 세포질 내로 전달될 수 있도록 녹농균 외독소가 가지고 있는 전위활성 영역을 추가하여 세포 내 전달 효율을 높였습니다. 개발된 인공항체-세포투과도메인-Gelonin 복합체는 EGFR이 없는 세포에는 독성을 나타내지 않았으나, EGFR을 과발현하는 유방암 세포에서 투여 용량에 비례하는 세포사멸 효과를 나타냈습니다. 개발된 종양 선택적 항암치료제는 유방암 세포를 이식한 동물모델에서도 고형 암의 성장을 효과적으로 억제하였으며, 해당 연구를 통해 새로운 생물의약품을 개발하는 데에 필요한 디자인, 합성뿐 아니라 개발된 의약품의 생체 내 효능을 검증할 수 있었습니다.


 

2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.


   항체의약품의 제조를 위해 벡터 제작, 단백질 발현, 분리, 정제까지 해야 하는 실험과정이 많고 시행착오가 있어 힘들었지만, 제가 실험한 In vitro 실험 결과와 In vivo 실험 결과가 동일하게 나왔을 때에 가장 기뻤던 것 같습니다.




3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.


   학위과정 기간은 저에게 학문, 연구뿐만 아니라 많은 것들을 배울 있는 의미 있는 시간이었던 같습니다. 세미나 시간에 발표를 하고 실험실원들로부터 질의응답, 조언을 들으며 많이 배울 있었습니다. 학위과정이 짧다면 짧고 길다면 시간입니다. 연구실이라는 작은 사회 안에서 지식적으로도 ‘나’라는 사람이 성장해나가는 좋은 기회로 여기고 성실하게 임한다면 좋은 결과가 잇따를 것이라 생각합니다.

 


4. 나는 왜 생명과학자가 되었는가?


   저는 화학과 생명과학의 접점인 생화학 분야에 많은 흥미를 느꼈습니다. 나노과학기술대학원에 진학한 후 생물체 내에서 이루어지는 반응 및 단백질과 같은 탄소화합물, 지질, 핵산을 포함하는 생체 분자의 특성과 기능을 연구하는 생체분자공학연구실에서 학위과정을 하게 되었습니다.


 


5. 다른 하고 싶은 이야기


   지도교수님이신 김학성 교수님과 실험실 동료 분들의 도움으로 연구를 마무리할 수 있었습니다. 또한, 공동연구를 수행한 한국원자력연구원의 강정애, 이동은 박사님께도 감사하다는 말을 전하고 싶습니다.




  1. Afia Tasnim Rahman (바이오나노의약 실험실, 전상용 교수님)

    질문 염증성 장 질환을 효과적으로 치료할 수 있는 경구용 약물 개발 필요 체내 유래 항산화 물질인 빌리루빈의 장내 흡수가 용이한 물질로의 개발 가능성 발견 활성 산소종에 대한 제거 효과가 탁월하다고 알려진 빌리루빈과 점막 부착성과 생적합성을 동시...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views56
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  2. 김수현 (동물세포공학 연구실, 이균민 교수님)

    질문: CHO 세포의 모든 유전자를 확인하여 항체의약품 생산성 향상을 위한 유전자를 찾을 수 있을까? 발견: 1. ATF7IP 및 SETDB1 유전자 발견 (후성유전 조절 관련) 2. Knock-out validation 결과 → 이중항체 생산성 2.7-fold 향상 → 단일항체 생산...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views60
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  3. 구보민 (분자종양유전학 연구실, 임대식 교수님)

    질문 췌장암 발병 시 PRMT1의 역할과 그 기전이 무엇일까? PRMT1이 새로운 췌장암 환자 치료제 타깃이 될 수 있을까? 발견 췌장암 환자 및 마우스 모델에서 PRMT1이 나쁜 예후 인자(poor prognostic factor)로 작용한다. PRMT1은 췌장암 세포에서 염색질 접근...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views81
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  4. No Image

    박지연 (분자세포 면역학 연구실, 강석조 교수님)

    질문 호염구(basophil)는 말단 발달 과정에서 어떻게 그 고유 기능을 획득하도록 최종 발달을 완료하였을까? 발견 호염구는 알레르기와 같이 제2형 면역 반응으로 매개되는 질환의 주된 작용 세포로, IgE 수용체를 통해 활성화되면 degranulation과 사이토카...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views112
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  5. 전이선, 정다운 (감각 통합 신경 시스템 연구실, 이승희 교수님)

    Question. 청소년기의 사회적 고립이 뇌 활성과 행동 기능에 어떤 영향을 미칠까? 성별에 따른 효과와 뇌 영역 및 메커니즘 탐구 Findings. 청소년의 사회적 고립에 의한 세 가지 표현형의 변화가 암컷 쥐에서만 발견 1)과민한 사회성 2)왼쪽 안와전두피질(Or...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views183
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  6. 변유경, 김남식, 김규리 (신경교세포 연구실, 정원석 교수님)

    질문 별아교세포의 포식 작용을 조절하는 요소는 무엇인가? 아동기 스트레스가 정신 질환을 일으키는 메커니즘은 무엇인가? 발견 영유아 시기에 스트레스 상황을 겪게 되면 성인으로 성장하는 과정 동안 뇌 신경 회로망 및 기능이 크게 변화되어 조현병 및 우...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views198
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  7. 강문영 (생태학 연구실, 김상규 교수님)

    Question • 담배꽃이 만들어내는 향기물질인 benzylacetone(BA)은 어떤 유전자들에 의해 만들어지는 걸까? Results • ScRNAseq 을 통해 cell cluster 를 분류한 뒤, epidermal cell 에서 BA 전구체인 Phenylalanine 합성 유전자들의 발현이 높음 확...
    Date2024.02.27 By생명과학과 Views216
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  8. 손경표 (분자세포 면역학 연구실, 강석조 교수님)

    질문 STING의 활성산소에 의한 비활성형 다량체의 응집을 조절하는 기전이 존재하는가? 발견 STING은 선천면역 경로의 필수적인 어댑터 단백질로서 세포내 이동, 번역 후 변형, 다량체 형성 등을 통해서 활성이 조절된다고 알려지었으나 과도한 활성산소에 의...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views310
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  9. 이진형, 김보람, 김병수, 황가영, 이유진 (신경내부인지 연구실, 서성배 교수님)

    1. 배경지식 초파리에서 GAL4-UAS system은 특정 부위에 특정 유전자를 발현시킬 수 있게 해 줍니다. GAL4는 yeast transcription activator protein이고 UAS는 GAL4가 특정적으로 붙는 enhancer인데 GAL4가 있으면 UAS를 enhancer로 가지는 유전자의 전사가 ...
    Date2020.12.29 By생명과학과 Views1355
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  10. 오양균 (NYU) (신경내부인지 연구실, 서성배 교수님)

    배경지식 동물들은 미각 이외에도 체내에 영양분을 인지할 수 있는 신경세포들을 가지고 있습니다. 이러한 영양분 인지 신경세포들은 대략 60 년 전에 전기생리학자들에 의해서 처음으로 발견되었습니다. 꽤 오래전에 발견 되었음에도 이들 신경세포들의 생물...
    Date2021.01.06 By생명과학과 Views1581
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  11. 김재현(감각처리 연구실, 이승희 교수님)

    배경 지식 인간을 포함한 모든 동물은 외부 환경에서 유입되는 다양한 감각 정보를 지각하여 상황에 맞는 행동을 수행합니다. 한 예로, 교통 신호등 앞에서 운전자가 붉은색 신호를 볼 경우 출발하지 않고 기다려야 하며, 푸른색 신호로 바뀔 경우 출발할 수 ...
    Date2021.08.24 By생명과학과 Views1682
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  12. 김진은 (신경내부인지 연구실, 서성배 교수님)

    Date2021.01.07 By생명과학과 Views1985
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  13. 박기현 (진핵세포전사 연구실, 김재훈 교수님)

    배경 지식 RNA 전사에 관련된 연구는 그동안 RNA polymerase가 주로 이동하는 방향이자 protein-coding 유전자 발현에 해당하는 sense 전사에 집중되어 있었습니다. 하지만 시퀀싱 기술의 발달로, 게놈의 상당 부분에서 반대 방향의 전사, 즉 antisense 전사...
    Date2022.05.02 By생명과학과 Views2041
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  14. 송유향, 황양선 (감각처리연구실, 이승희 교수님)

     <소마토스타틴 (SST)의 작용 메커니즘을 나타낸 모식도 (좌)와 소마토스타틴 처리에 의한 시각 인지 능력 향상 효과(우)> 1. 배경지식 소마토스타틴은 시상 하부에서 뇌하수체 성장 호르몬의 분비를 억제하는 신경펩타이드로 처음 알려졌습니다. 이후 소마...
    Date2020.04.30 By생명과학과 Views2119
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  15. 이준혁(신경교세포 연구실, 정원석 교수님)

    배경지식과 질문 성인 뇌는 기억형성이나 무언가를 인지할 때 시냅스를 만들고 없애는 과정을 끊임없이 반복합니다. 하지만 여전히 어떠한 기전에 의해서 시냅스가 없어지는지, 그리고 굳이 시냅스를 왜 제거하고 있는지는 잘 알려진 바가 없었습니다. 뇌의 ...
    Date2021.08.17 By생명과학과 Views2392
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  16. 서예지 (바이오이미징&광유전학 연구실, 허원도 교수님)

    <그림. 1> Graphical Abstract: 광유도 TrkB 수용체의 국소활성화를 통한 신경세포의 극성화 <그림. 2> 광유도 TrkB 수용체의 국소활성화에 의한 액틴파 형성 및 축삭 단백질의 축적 1. 배경지식 신경세포는 발달과정동안 여러 개의 미성숙 신경 돌기를 가지...
    Date2019.12.26 By생명과학과 Views2434
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  17. 유다슬이 (바이오이미징 & 광유전학 연구실, 허원도 교수님)

    <그림 1> 항체조각과 Optobody 모식도 <그림 2> 광활성화된 항체에 의한 항원의 비활성 및 기능 억제 1. 배경지식 항체는 면역반응의 핵심 물질이며 질병 치료제로도 사용 중에 있습니다. 항체를 직접적인 질병 치료제로 사용하는 경우 항체 단백질을 정제하...
    Date2019.12.26 By생명과학과 Views2503
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  18. 김경덕 (시냅스 뇌질환 연구실, 김은준 교수님)

     <전시냅스 단백질PTPσ에 의한 NMDA 수용체 안정성 조절 > 1. 배경지식 시냅스는 3,000 개 이상 종류의 단백질이 적절한 위치에 적절한 양 만큼 위치해야 제대로 기능할 수 있는 대단히 복잡한 구조체입니다. 시냅스가 형성되기 위해서는 두 뉴런의 신경 ...
    Date2020.03.18 By생명과학과 Views2504
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  19. 신왕용 (시냅스뇌질환 연구실, 김은준 교수님)

    <Grin2b 점돌연변이 생쥐의 비정상적 전기생리학적 특징과 특정시기의 NMDAR 활성을 통한 이상 회복> 1. 배경지식 소단위 단백질 GluN2B를 포함하고 있는 NMDA 수용체는 시냅스 장기 약화 (Long-term depression) 등 시냅스 가소성에 중요한 역할을 한다고 알...
    Date2020.05.29 By생명과학과 Views2505
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  20. 김종원 (생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현재 민감도와 특이성이 높은 표적 물질의 검출 및 분석법이 다양하게 개발되고 있습니다. 대개는 신호 발생 물질인 효소를 나노입자나 항체에 화학적 결합을 통해 이용하고 있으나, 화학적 결합 방법은 불안정...
    Date2017.12.26 By생명과학과 Views2571
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