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
228 김학성 교수, Nature Communications 게재 (2014. 4) 과사무실 2014.04.24 12936
227 임대식 최길주 교수 승진 인사발령 과사무실 2004.09.01 12907
226 김세원 박사과정(강창원 교수 lab), Santorini Best Poster Award 수상! 과사무실 2011.06.17 12871
225 김선창 교수 송암학술상 수상 과사무실 2003.12.24 12855
224 임대식 교수, 한국과학상 대통령상 수상(2016. 12. 27) file 생명과학과 2016.12.28 12849
223 김은준 서연수 교수 우수교원 포상 과사무실 2004.02.13 12848
222 김대진 학생 (전상용 교수님 Lab) 생화학분자생물학회(KSBMB) Sanofi 신약 연구상 수상! 과사무실 2014.05.29 12815
221 김근화 박사, 김승균 박사, 박상욱 박사, 2012년도 이공분야 '학문후속세대양성사업' 선정 과사무실 2013.01.02 12815
220 故 박태관 교수님의 명복을 빕니다. 과사무실 2011.04.11 12813
219 전상용 교수, Cancer Research게제(2014.2) 과사무실 2014.03.12 12744
218 김진우 교수, 교과부 '글로벌연구실 사업'의 신규 지원과제에 선정! 과사무실 2009.06.25 12718
217 송지준 교수, PNAS 게재 (2012.8) 과사무실 2012.12.11 12702
216 전상용 교수, 94회 일본화학회 정기학회 'Distinguished Lectureship Award' 수상 과사무실 2014.04.02 12674
215 김학성 교수, 사람 항체 대체할 인공항체 기술 개발 과사무실 2012.02.15 12653
214 [대덕넷] 임대식 교수 이달의 과기인상 수상 과사무실 2004.08.30 12653
213 생명과학과 박태관 교수, 새로운 항암유전자 전달시스템 개발 과사무실 2008.07.08 12650
212 임대식 교수, 2016년도 한국분자세포생물학회 정기학술대회 학술상 생명과학상 소개 강연 생명과학과 2016.10.11 12642
211 허원도 교수, ECLIPSE 기술 개발 PNAS지 게재 과사무실 2010.02.10 12610
210 초파리의 일주기 리듬에 관여하는 새로운 유전자 발견... 최준호 교수 연구팀 과사무실 2007.07.20 12607
209 학사과정 김유나 학생, 2008학년도 인성장학생으로 선정! 과사무실 2008.12.09 12592
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 17 Next
/ 17