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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. 김태묵(크로마틴 연구실, 이대엽 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Next-Generation sequencing(NGS) 기술로 인해 최근 수년간 대규모의 Sequencing 데이터가 쌓여가고 있습니다. 많은 생물학을 연구하는 연구원들께서 이미 공개된 수많은 데이터를 ...
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  2. 박세근, 정용철, 김대건(행동유전학 실험실, 김대수 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 사람과 동물은 생존을 위한 먹이나 유용한 자원을 획득하기 위해 호기심을 갖고 다양한 사물을 탐색한다. 동물이 유용한 자원 혹은 먹이를 확보하려는 것은 생존을 위한 강력한 욕구이다. 인...
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  3. 서호규(크로마틴 연구실, 이대엽 교수님)

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  4. 서호규(크로마틴 연구실, 이대엽 교수님)

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  5. 정선혜(세포분열분화발생 실험실, 임대식 교수님)

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  6. 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-...
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  7. 변현종(카이스트 부설 한국과학영재학교 미생물공학실, 안정훈 교수님) - 카이스트 생명과학과 학부생

     ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 타입 I 분비 시스템(T1SS) 중 “폴리펩타이드를 수송하는 ABC 수송체”들의 단백질 분비 특성에 관해 연구한 논문입니다. 우리는 Pseudomonas fluorescens 박테리아가 보유한 ABC 수...
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  8. 송요셉(시스템 및 합성 생물학 연구실, 조병관 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 화석연료는 에너지 연료로만 사용되는 것이 아니고, 정유시 발생하는 석유화학제품도 제약, 섬유 산업 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 화석연료 고갈 문제 및 사...
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      ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 기저핵은 신경계에서 대표적으로 강화학습과 수의적인 운동에 중요한 부위로 알려져 있습니다. 강화학습이란 예측한 기대치 (Expected value)와 ...
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  10. 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...
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  11. 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 ...
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  12. 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...
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  14. 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 ...
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  15. 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...
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    ▷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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  19. 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...
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    ▷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...
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