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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. 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 Views252
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  2. 홍지소 (행동유전학 연구실, 김대수 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 두뇌의 내측전전두엽 (medial prefrontal cortex)은 작업기억, 주의집중, 사회성 등 다양한 고등인지기능에 관여하고 있는 부분으로 스트레스 반응 및 공포 반응과 같은 감정의 조절에 ...
    Date2017.08.29 By생명과학과 Views1694
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  3. 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 Views157
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  4. 최정윤 (발생분화연구실, 한용만 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. CFC 증후군은 ERK 신호전달체계의 돌연변이에 의해 발생하는 희귀 유전 질환입니다. 비정상적인 뼈 발달은 대부분의 CFC 증후군 환자에서 나타나지만 ERK 신호전달체계의 이상과 골...
    Date2017.12.11 By생명과학과 Views855
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  5. 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 Views166
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  6. 천영서(크로마틴 생물학 연구실, 이대엽 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Centromere의 특징 중 하나는 전형적인 histone H3 nucleosome 대신 centromere-specific histone H3 variant인 CENP-A nucleosome이 존재한다는 점입니다. 이러한 CENP-A nucleoso...
    Date2017.10.24 By생명과학과 Views1473
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  7. 조유리(분자세포면역학 연구실, 강석조 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해주세요. 2011년 Ralph Steinman이 Dendritic cell의 발견을 한 공로로 노벨 생리의학상을 수상하였습니다. 그 만큼 Dendritic cell은 우리 면역 시스템에 굉장히 중요한 면역 세포입니다. I...
    Date2018.01.03 By생명과학과 Views778
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  8. 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 Views692
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  9. 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...
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  10. 전종철(진핵세포 전사 연구실, 김재훈 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. DNA 와 함께 크로마틴을 구성하고 있는 히스톤은 다양한 종류의 post-translational modification 에 의해 조절됩니다. 히스톤 H3 의 4 번째 lysine 잔기 (H3K4) methylation 은 대표적...
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  11. 장원열 (세포종양발생학 연구실, 임대식 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 발생과정 중에 있는 조직에는 화학적 자극뿐만 아니라 휘어지고 뒤틀리고 혹은 서로 다른 경도의 세포기질에 둘러싸이는 등의 물리적 자극 또한 주어집니다. 그리고 이러한 물리적 ...
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  12. 이한솔 (구조생명과학 연구실, 오병하 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현미경을 통해서만 볼 수 있는 조그마한 우리의 세포 속에는 2m가 넘는 기다란 DNA가 들어있습니다. 이 DNA들이 헝클어지지 않...
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  13. 이준우(크로마틴생물학 실험실, 이대엽 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 본 논문은 제가 Nature Communications 에 개제하였던 연구 내용을 긍정적으로 평가한 <Transcription> 이라는 잡지사에서 제 논문에 관한 review 논문을 작성해 달라는 부탁을 보...
    Date2017.09.25 By생명과학과 Views1407
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  14. 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 Views900
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  15. 이동윤(바이오나노의약 실험실, 전상용 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 황달 유발의 주요 물질이자 간 질환의 지표로 사용되어 온 빌리루빈은 다른 한편으로는 많은 염증 질환을 조절할 수 있는 체 내의 강력한 항산화제로 밝혀져 큰 주목을 받아 왔...
    Date2017.10.24 By생명과학과 Views1043
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  16. 윤정민(에피제네틱스 구조생물학 실험실, 송지준 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 우리 몸에 중요한 유전정보를 담고 있는 DNA는 Histone octamer에 146 base pair가 감겨 있는 nucleosome이라는 기본단위로 이루어진 chromatin 형태로 보관이 되어집니다. DNA ...
    Date2017.10.20 By생명과학과 Views1174
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  17. 유미란(신경회로망 연구실, 한진희 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 기억이 어떻게 형성 되어서, 어떻게 평생에 거쳐 저장되고 유지될 수 있을지를 밝히는 것은 매우 흥미로운 일입니다. 처음 획득한 기억이 안정화 되기 위해서는 기억에 중요한 여...
    Date2017.10.30 By생명과학과 Views1277
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  18. 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 Views601
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  19. 신혜림 (세포신호전달 연구실, David Helfman 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 암세포의 전이 및 산포는 세포 이동 및 세포 간 응집을 포함한 과정으로부터 비롯된 결과입니다. 이러한 과정은 세포 형태의 변화를 수반하며, 액틴 또는 이와 결합하는 다양한 단백...
    Date2017.09.04 By관리자 Views1309
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  20. 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 Views663
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