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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. 주재건 (후성유전체 및 계산생물학 연구실, 정인경 교수님)

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  2. No Image

    민광욱 박사 (신경발달 및 재생 연구실. 김진우 교수님)

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  3. No Image

    이정운 (후성유전체 및 계산생물학 연구실, 정인경 교수님)

    <질문> 파킨슨 병에 기여하는 후성유전학적 특징들은 무엇일까? <발견> 단일세포 유전체 기술과 3차원 후성유전체 기술을 접목하여 뇌 환경 유지에 주요한 역할을 하는 희소돌기아교세포(oligodendrocyte)와 미세아교세포(microglia)의 후성 유전적 인자들이 ...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views14
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  4. 임소연 (신경발달 및 재생 연구실, 김진우 교수님)

    질문 신경 조직의 유한한 세포 수는 전구세포의 분열한계 때문일까? 발견 피부나 간 등과 달리 대부분 신경조직을 구성하는 세포는 발달 과정에서만 생성되고 성체에서는 만들어지지 않음. 이는 신경조직 내 줄기세포가 분열한계에 이르러 더 이상 신규세포를...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views16
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  5. 박준우 박사(신경발달 및 재생 연구실, 김진우 교수님)

    질문 한정된 공간인 세포핵 안에서 분해되지 않는 단백질을 세포는 어떻게 처리할까? 발견 세포핵에서 잘 분해되지 않는 전사인자 단백질인 OTX2가 세포핵 돌출 소막에 쌓여 세포질의 리소좀(lysosome)으로 이동하는 새로운 세포 내 단백질 이동 경로를 규명...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views19
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  6. 이한솔 박사 (치료 단백질 디자인 & 구조생물학 실험실, 오병하 교수님)

    질문 여러 종류의 단백질 센서를 만들 수 있는 플랫폼을 개발할 수 있을까 발견 개발된 단백질 시스템은 마치 레고 블록처럼 사용돼 여러 다양한 단백질 센서를 용이하게 제작하는데 쓸 수 있는 플랫폼을 제공한다. 이번 연구에서는 B형 간염 바이러스 단백질...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views21
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  7. 조혜연 (기억생물학 연구실, 한진희 교수님)

    살아있는 생쥐 뇌에서 기억저장 뉴런(신경 세포)을 표지하고 추적, 관찰할 수 있는 기술을 이용해 같은 경험을 다시 할 때, 원래 존재하던 오래된 기억 뉴런이 새로운 뉴런으로 교체됨을 규명.
    Date2024.02.23 By생명과학과 Views21
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  8. 이한솔 (기억생물학 연구실, 한진희 교수님)

    기억 리콜 때 CA1 뉴런의 활성을 측정한 결과, 학습에 의해 활성이 증가하는 세포 앙상블이 있음을 확인함. 또한 이 활성 증가가 기억 리콜 때 측정한 freezing (공포 기억 리콜 인덱스) 수준과 유의미한 상관관계가 있음을 규명.
    Date2024.02.23 By생명과학과 Views21
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  9. 김규광 (기능유전체 및 계산생물학 연구실, 정인경 교수님)

    <질문> 기존의 점돌연변이나 유전체 변이만으로는 설명이 어려운 암 유전체를 3차원 게놈 구조 관점에서 재 해독할 수 있을까? <발견> 암에서는 다양한 종류의 변이가 발생하며 암 특이적 3차원 게놈 구조 변화 또한 발생한다. 이로 인해 유전자가 잘못된 전...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views22
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  10. 정이레 (기억생물학 연구실, 한진희 교수)

    시냅스 강도 조절 메커니즘에 의한 기억 저장 뉴런 선택. 시냅스 발생 뉴런이 더 높은 확률로 기억 엔그램에 참여하며, 학습 직후 일부 뉴런의 시냅스 강도를 조작하면 기억은 그대로지만, 그 기억을 인코딩하는 뉴런이 변경됨.
    Date2024.02.23 By생명과학과 Views23
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  11. 손승규 (광유전학 및 RNA 치료 연구실, 허원도 교수님)

    질문 시냅스의 변화를 실시간으로 관찰할 수 있을까? 발견 살아있는 세포와 생쥐의 뇌에서 시냅스의 변화를 실시간으로 이미징 할 수 있는 SynapShot이라고 명명한 기술 기술을 개발하였습니다. 기존에 다른 시냅스 관찰 기술들이 있었지만 한번 시냅스에서 ...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views24
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  12. 김효상 (시냅스 뇌질환 연구단, 김은준 교수님)

    질문 염색질 재조합 단백질의 결손에 따른 자폐 스펙트럼 유사 행동은 어떻게 치료될 수 있을까 발견 본 연구에서는 ARID1B 유전자의 돌연변이가, 생쥐 모델에서 어떻게 사회성 저하와 반복 행동을 유발하는지, 시냅스와 RNA의 분석을 통해서 밝혀내었고, 유...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views24
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  13. 김재호 박사 (생체방어 연구실, 이흥규 교수님)

    질문 고 포도당 음료 보충을 통해 뇌종양의 성장이 억제되는가? 억제 되면 기전은 무엇인가? 발견 • 교모세포종 실험 쥐 모델에서 고 포도당 음료 보충을 통해 뇌종양의 성장이 억제되는 현상을 관측했고 이에 더해 이러한 억제 효과가 장내 미생물의 특...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views29
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  14. 문진우 (암 에피제네틱 연구실, 김미영 교수님)

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  15. 유도현 (바이오나노의약 실험실, 전상용 교수님)

    질문 염증성 장 질환을 효과적으로 표적할 수 있는 약물 전달 플랫폼 개발 필요 염증 조직 특이적인 당 결합 단백질 발현 양상을 활용한 표적 치료 전략 개발 가능성 발견 장내 균의 당질층은 장 표면의 당질층 혹은 당 결합 단백질과 결합함. 염증성 장 질환...
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    Date2024.02.22 By생명과학과 Views31
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  18. 신호철, 김유진 (바이오나노의약 실험실, 전상용 교수님)

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  19. 장지윤, 신민경, 박주리 (RNA 유전체학 연구실, 김윤기 교수님)

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    Date2024.02.22 By생명과학과 Views33
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  20. 김은아, 함석진 (RNAging Lab, 이승재 교수님 연구실)

    질문 미토콘드리아 Krebs cycle 부산물이 개체 수준의 면역에 어떤 영향을 미칠까? 발견 미토콘드리아의 Krebs cycle 효소 중 하나인 ACO-2의 knockdown이 예쁜꼬마선충에서 UPRmt을 활성화 하여 개체수준에서 선천적 면역을 강화 시킴을 발견함. ACO-2의 억...
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