KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News


허원도 교수, Mai Khanh Nguyen 박사과정생 Nature Chemical Biology 논문게재 


Optogenetic oligomerization of Rab GTPases regulates intracellular membrane trafficking



Nature Chemical Biology | Article


Mai Khanh Nguyen, Cha Yeon Kim, Jin Man Kim, Byung Ouk Park, Sangkyu Lee, Hyerim Park & Won Do Heo


세포내 막교환 (Intracellular membrane trafficking)은 다양한 세포내 기능에 관여되어있으나 매우 다이나믹하고 복잡하여 시공간적으로 조절하는 것이 어려웠다. 이러한 한계점들을 극복하기 위해 본 연구에서는 빛으로 세포막의 이동을 조절 할 수 있는 새로운 기술, IM-LARIAT (생체막올가미)” 라는 광유전학기술을 개발하였다. 이는 청색 빛에 반응하는 식물 단백질의 상포작용과 다양한 Rab GTPase들을 융합한 기술로서 세포에 빛을 쬐어 주었을 때 생체막들이 서로 빠르게 군집을 이루어 세포막 이동이 일시 정지된다. 또한 빛의 노출 시간과 위치를 조절함으로써 특정 시간에, 세포내의 특정 위치에서의 세포막의 이동을 제어하는데 성공하였다. 세포내 특정 세포막에 위치하는 Rab GTPase이라는 단백질을 사용함으로써 특정 세포막의 이동만을 정지시킬 수 있었으며 그로 인해 세포내 물질수송, 세포막에서의 신호전달과정, 세포외부로의 물질 분비 등의 기능이 정지되었다. 또한 이 기술을 신경세포에 적용하여 신경세포의 성장원추 (growth cone)의 성장을 제어하는데 성공하였으며 성장원추의 성장과정에 관여하는 Rab GTPase들의 기능을 규명하였다.


Intracellular membrane trafficking, which is involved in diverse cellular processes, is dynamic and difficult to study in a spatiotemporal manner. Here we report an optogenetic strategy, termed light-activated reversible inhibition by assembled trap of intracellular membranes (IM-LARIAT), that uses various Rab GTPases combined with blue-light-induced hetero-interaction between cryptochrome 2 and CIB1. In this system, illumination induces a rapid and reversible intracellular membrane aggregation that disrupts the dynamics and functions of the targeted membrane. We applied IM-LARIAT to specifically perturb several Rab-mediated trafficking processes, including receptor transport, protein sorting and secretion, and signaling initiated from endosomes. We finally used this tool to reveal different functions of local Rab5-mediated and Rab11-mediated membrane trafficking in growth cones and soma of young hippocampal neurons. Our results show that IM-LARIAT is a versatile tool that can be used to dissect spatiotemporal functions of intracellular membranes in diverse systems.



List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
190 이주용 박사, 김세윤 교수, PNAS지에 논문 게재 / PhD Joo-Yong Lee and Prof, Seyun Kim published a paper in PNAS 생명과학과 2016.07.04 16339
189 최길주 교수, 김정현 박사과정 학생 The Plant Cell 게재(2016.06) / Prof. Giltsu Choi and Junghyun Kim, a Ph.D. candidate published a paper in The Plant Cell (2016.06) 생명과학과 2016.07.05 13687
188 허원도 교수, Trang T. T. Nguyen박사 PNAS지에 논문 게재(2016.08) / Prof. Won Do Heo, PhD. Trang T. T. Nguyen publish an article in PNAS (2016.08) 생명과학과 2016.08.25 13791
187 김정회 교수, 한국생명공학연합회 초대 회장에 선출 / Professor Jung-Hoe Kim elected to the first president of Korea association of Bioenginiering file 생명과학과 2016.08.26 17729
186 전상용 교수, 2009~2014 기초학문 약학분야 9위 선정 생명과학과 2016.10.04 15897
185 최광욱 교수, 홍성태 박사 Nature Communications 논문 게재(2016.09) / Prof. Kwang-Wook Choi and Dr. Sung-Tae Hong published a paper in Nature Communications 생명과학과 2016.10.06 14691
184 임대식 교수, 2016년도 한국분자세포생물학회 정기학술대회 학술상 생명과학상 소개 강연 생명과학과 2016.10.10 13645
183 강창원 교수, 2016년 제2회 바이오유공자 장관표창 수상 생명과학과 2016.11.10 12097
182 임대식 교수, 한국과학상 대통령상 수상(2016. 12. 27) file 생명과학과 2016.12.28 13182
181 김대수 교수, 제 58회 3-1 문화상 수상자로 선정 file 생명과학과 2017.02.02 15756
180 김진우 교수, 김예하 박사 eLife 지에 논문 게재(2017.01) / Prof. Jin Woo Kim, PhD. Yeha Kim published a paper in eLife(2017.01) 생명과학과 2017.02.03 12069
179 허원도 교수, 2017년도 4월 「이달의 과학기술인상」 으로 선정 생명과학과 2017.02.07 17109
178 이승희 교수, 송유향, 김재현 박사과정 학생 Neuron 게재 file 생명과학과 2017.02.13 17750
177 김진우 교수, 하태정 박사과정 학생, 새로운 Notch 신호 유발자로써의 망막색소상피세포 기능 규명 file 생명과학과 2017.04.12 12500
176 김세윤 교수, 김은하 박사과정 학생 Science Advances 논문 게재(2017.04) / Prof. Seyun Kim and Eunha Kim, a Ph.D. candidate published a paper in Science Advances (2017.04) new new 생명과학과 2017.05.01 15672
175 최광욱 교수님 실험실 목정완 박사과정 학생, '2017 페임랩 코리아’ 대상 수상 생명과학과 2017.05.15 21342
174 허원도 교수, 박혜림 박사, 김나연 박사과정 학생 Nature Communications지 논문 게재(2017.06) file 생명과학과 2017.06.26 16601
173 이중재 박사와 김학성 교수 연구팀, Theranostics에 표지 논문 발표 file 생명과학과 2017.08.18 12643
172 임대식 교수, 과학기술혁신본부장에 임명 file 생명과학과 2017.09.01 15082
171 '마크로젠 과학자상'에 카이스트 김진우 교수 선정 생명과학과 2017.09.12 15977
Board Pagination Prev 1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ... 22 Next
/ 22