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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 김종원
논문 Jong-won Kim, Woosung Heu, Sukyo Jeong, Hak-Sung Kim (2017) Genetically functionalized ferritin nanoparticles with a high-affinity protein binder for immunoassay and imaging. Analytica Chimica Acta, 988:81-88. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28916107
한줄요약 민감도 높은 면역분석을 위해 인공 항체 repebody를 결합한 ferritin 나노입자 개발

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 불안정성, 불균일성, 그리고 결합력과 활성의 상실을 초래할 수 있다는 단점이 있습니다.

생명과학 분야에는 다양한 나노입자들이 사용되고 있습니다. 그 중에서도, 단백질로 구성된 나노입자는 생체적합성이 좋고 기능화 시키기 위한 유전적 혹은 화학적 변형이 용이하다는 장점이 있습니다. 따라서 인간 면역글로불린 G에 높은 결합력을 가지는 단백질 바인더를 이용하여 유전적으로 기능화 된 ferritin 나노입자를 개발하였습니다. 인간 면역글로불린 G에 특이적으로 결합하는 repebody heavy-chain ferritin N-말단에 연결하였고, 최종적으로 24개의 subunit의 자가조립으로 이루어진 repebody-ferritin 나노입자를 완성하였습니다. Repebody-ferritin 나노입자는 단일 repebody보다 1000배 정도의 결합력이 향상되었고, 이는 나노입자의 multivalency 특성에 의한 것임을 표면 플라즈몬 공명 분석 (SPR)을 통해 확인하였습니다. 또한 형광 물질을 부착하여 western blot, cell imaging, FACS 등의 여러 면역분석을 수행하였고, repebody-ferritin 나노입자가 단일 repebody와 동일 질량을 사용하였을 때에도 보다 더 강한 신호를 발생시켰음을 확인하였습니다.

 

2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.

ferritin이라는 나노입자는 다양한 목적으로 연구되고 있는 물질입니다. 이 물질을 어떻게 하면 더 잘 쓸 수 있을까 라는 생각으로 이 논문의 목적 외에도 다양한 기본 특성 테스트를 해 본 기억이 있습니다.


3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.

대학원생으로서 연구활동을 하는 동안, 다양한 문제에 직면하게 됩니다. 혼자서 이러한 문제를 해결하려 하기보다는, 주변 사람들과의 교류와 협업을 통해 해결하도록 해보세요. 개인적인 역량과 능력을 키우는 것도 대단히 중요합니다. 하지만 크고 작은 어떤 도움 없이 모든 일이 순조롭게 진행될 수 없다고 생각합니다. 열정적인 연구 자세와 더불어 적극적인 소통을 하시길 바랍니다.


4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?

처음에는 막연하게 생명과학과 관련된 전공을 하고 싶다는 생각으로 출발했습니다. 학부때는 생체공학을 전공하면서 다양한 학문을 접하게 되었고, 그 중에서도 가장 기초가 되는 생명과학에 대해 심도 있는 연구를 하고 싶어 대학원에서 연구활동을 하였습니다.


5. 다른 하고 싶은 이야기

저의 연구활동에 항상 큰 도움을 주신 김학성 교수님과 연구실 동료들께 감사의 말씀을 드립니다. 주변 사람들과의 커뮤니케이션이 대단히 중요하다고 위에 언급했지만, 사실 건강이 최우선인 것 같습니다. 본인만의 건강 관리를 통해 꾸준한 연구활동을 하시고, 많은 성과를 이루시길 바랍니다.


  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 Views38
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  2. 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 Views153
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  3. 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...
    Date2017.10.13 By생명과학과 Views5863
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  4. 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...
    Date2017.08.21 By생명과학과 Views6312
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  5. 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 Views55
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  6. 권도형 (분자세포면역학 연구실, 강석조 교수)

    ▷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 사이...
    Date2017.08.21 By생명과학과 Views4389
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  7. 권도형 (분자세포면역학 연구실, 강석조 교수)

    ▷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...
    Date2017.09.20 By생명과학과 Views9405
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  8. 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 Views2496
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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. 김기정 (에피제네틱스 구조생물학 연구실, 송지준 교수님)

    <알데히드-알코올 탈수소효소의 구조 및 기능적 연구 > 1. 배경지식 박테리아에 널리 보존되어 있는 알데히드-알코올 탈수소효소(AdhE)는 발효과정에 관련된 효소이다. 알데히드-알코올 탈수소효소는 두 개의 도메인, 알데히드 탈수소효소와 알코올 탈수소효...
    Date2019.10.21 By생명과학과 Views3657
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  11. 김나연(바이오이미징/광유전학 실험실, 허원도 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Protein oligomerization is an important molecular mechanism in many biological processes that control numerous cellular events. We investigated the property of cryptochrome2 (CRY2) from Arabidops...
    Date2017.11.13 By생명과학과 Views3534
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  12. 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 과정에 시냅스 ...
    Date2018.04.30 By생명과학과 Views4412
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  13. 김성수(바이오이미징&광유전학 연구실, 허원도 교수님)

    그림1. monSTIM1의 활성화 개념 그림설명(좌), 빛 세기에 대한 세포 내 칼슘 활성도(우) 그림2. 비침습적 광조사를 받고 있는 쥐 (좌), 빛 자극에 따른 칼슘 신호 마커, c-Fos발현 (우) <빛의 민감도를 증가시킨 monSTIM1의 활성화를 통한 비침습적 뇌세포 칼...
    Date2020.02.03 By생명과학과 Views2728
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  14. 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 Views39
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  15. 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...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views38
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  16. 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 Views1677
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  17. 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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  18. 김정진(행동 유전학 실험실, 김대수 교수)

     ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 우리 뇌 안에는 무수한 억제성 회로가 있지만, 그들의 정보 전달 방식에 대해서는 잘 밝혀져 있지 않습니다. 본 연구팀은 기저핵에서 나오는 억제성 신호들이 어떠한 방식으로 다양한 운동 신호를 처리하는가 ...
    Date2017.10.12 By생명과학과 Views3664
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  19. 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 Views2570
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  20. 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, 면역원성에 의한 안전성 문제를 갖고 있습니다...
    Date2018.05.14 By생명과학과 Views3798
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