KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • 생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

Extra Form
인터뷰 김종원
논문 Jong-won Kim, Joong-jae Lee, Joon Sig Choi, and Hak-Sung Kim (2018), Electrostatically assembled dendrimer complex with a high-affinity protein binder for targeted gene delivery. Int. J. Pharm. 544: 39–45
한줄요약 정전기적 상호 작용을 이용하여 표적 특이적 유전자 전달을 위한 복합체 개발

figure.jpg


<표적 특이적 유전자 전달 복합체의 구성 유전자 전달>

 

 

1. 배경지식

   기존의 유전자 전달체는 바이러스성과 비바이러스성 전달체로 구분할 있습니다. 바이러스성 전달체는 높은 형질 발현율을 보이는 반면, 면역원성에 의한 안전성 문제를 갖고 있습니다. 반면 비바이러스성 전달체의 경우, 형질 발현율이 낮고 전달체 물질에 의한 세포독성을 보이지만 사용하기 용이하다는 장점이 있어, 이를 이용한 많은 연구가 이루어지고 있습니다.

   비바이러스성 전달체로 양이온성의 고분자 혹은 지질로 이루어진 liposome 이용하며, 음이온성인 DNA와의 정전기적 상호 작용으로 복합체를 형성하여 세포 내로 유전자를 전달합니다. 중에서도, PAMAM dendrimer 상대적으로 낮은 세포독성을 가지면서 높은 형질 발현율을 보이는 비바이러스성 전달체로 알려져 있습니다. 이러한 전달체에 표적 특이성을 부여하여 유전자의 효율적인 전달과 형질 발현 시스템에 관한 개발 연구가 진행되고 있습니다.

 

 

2. 질문

   낮은 세포독성을 보이면서 전달 효율성을 향상시킬 있는 표적 특이적 유전자 전달 시스템을 쉽고 간편한 방법으로 개발하고자 하였습니다.

 

 

3. 발견

   표적 특이적 전달을 하기 위해, 널리 알려진 종양표지자인 EGFR 높은 결합력을 가지는 인공항체 repebody 이용하였습니다. PAMAM dendrimer DNA 이루어진 구조체에 정전기적 상호 작용으로 repebody 부착하기 위해 음이온성 펩타이드를 repebody 말단에 연결하였으며, 결과 표적 특이성을 가지는 유전자 전달 복합체를 간단한 정전기적 상호 작용을 이용하여 완성하였습니다.

   이렇게 완성된 복합체를 각각 다른 수준의 EGFR 발현하는 세포들에 처리한 결과 repebody 의한 표적 특이성과 향상된 형질 발현율을 보였으며, 이는 복합체가 표적세포내에서 해리되어 DNA 전달되었음을 공초점 현미경을 이용하여 확인하였습니다. 또한 양이온성 전달체 위에 부착된 repebody 의해 세포독성이 낮아짐을 관찰하였습니다.

 

 

4. 후속

   세포 수준을 넘어 in vivo 실험 조건에서도 동일하게 전달 효율성을 향상시킬 있는지, 그리고 reporter gene 아닌 치료 다양한 목적의 gene 이용한 연구가 추가적으로 필요합니다.

 

 

5. 소감

   특별히 기억나는 에피소드가 있는 것은 아니지만, 개인적으로는 실험을 진행함에 있어 혼자 고민하는 보다 주변 동료들과 함께 고민하고 생각을 공유하는 것이 매우 중요하다고 생각합니다.

 

 

6. 기타

   저의 연구에 대해 아낌없는 조언을 해주신 김학성 교수님과 충남대 최준식 교수님, 그리고 저희 생체분자공학 연구실 동료들께 감사의 말씀을 드립니다. 생명과학과 대학원생 여러분들, 꾸준히 노력해서 좋은 성과 많이 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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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 Views6311
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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 Views9404
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
  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
    Read More
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 Next
/ 6