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

생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

Extra Form
인터뷰 송요셉
논문 Yoseb Song*, Jongoh Shin, Yujin Jeong, Sangrak Jin, Jung-Kul Lee, Dong Rip Kim, Sun Chang Kim, Suhyung Cho, and Byung-Kwan Cho (2017) Determination of Genome and Primary Transcriptome of Syngas Fermenting Eubacterium limosum ATCC 8486. Scientific Reports, 7:13694
한줄요약 유전체 분석 및 전사 시작점 분석을 통해 이산화탄소 고정 미생물의 탄소 고정 대사경로 기작 규명

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 사용시 발생하는 환경문제를 해결하기 위해서 이러한 화합물을 화학적으로 합성하는 연구가 관심을 받고 있습니다. 하지만 화학 촉매를 사용하여 화합물을 합성하는 과정에 발생하는 환경 오염물질과 촉매 재활용 불가 문제가 해결하지 못하고 있는 큰 한계점 입니다. 이러한 문제를 가지고 있지 않은 대안 기술 중, 생물학적 접근을 통해 이산화탄소를 원하는 화합물로 전환시키는 기술이 있습니다. 해당 방법은 이산화탄소가 존재하는 한 끊임없이 다른 화합물로 변환 가능하고 도입 유전자 구성에 따라서 다양한 물질 생산이 가능합니다.

  물론 생물학적 접근으로 이산화탄소를 목표 화합물로 전환하는 것에도 많은 한계점이 존재합니다. 첫 번째는 이산화탄소 고정 미생물의 유전자 정보가 부족합니다. 두번째는 해당 미생물의 전사 및 번역 정보 관련 연구가 미미 합니다. 세번째는 필요 경우 대사경로를 편집해서 효율을 증대 해야하는 데 유전체 편집 기술 개발이 쉽지 않습니다. 그래서 제 목표는 이산화탄소 고정 가능한 미생물의 유전체 및 전사체 기작을 이해하는 것이고 이번 논문은 그중 하나에 대한 것입니다.


  본 연구에서는 이산화탄소 고정 미생물 Eubacterium limosum의 이산화탄소 고정 기작을 이해하기 유전체를 완전 구축했습니다. 구축한 유전체 정보를 기존에 알려진 모든 이산화탄소 고정 미생물과 pan-genome 분석을 하였고, 결과 핵심 대사 경로인 Wood-Ljungdahl pathway oxidoreductase complex관련 유전자 숫자와 구조에 차이가 존재하는 것을 발견했습니다. 예를 들어 Wood-Ljungdahl pathway를 구성하는 operonE. limosum에는 두개가 존재를 하는 데 이는 다른 미생물 보다 많은 숫자입니다. 또한 해당 미생물이 operon하나를 가진 미생물보다 압도적인 성장 속도를 보입니다. 진화과정에서 operon 숫자 차이가 생긴 것이라 추측되며, 유전자 구조가 다른 미생물과 차이가 있어 대사경로 효율 차이가 존재 하는 것으로 생각됩니다.


  추가적으로 유전자 구조에 따른 전사체 차이와 전사 과정에서 존재하는 조절을 분석하기 위해 E. limosum의 전사시작점을 유전체 수준에서 규명했습니다. E. limosum의 유전체에는 총 1,458개에 전사 시작점이 존재를 하며 이 중 93개는 sRNA인 것을 확인 하였습니다. 흥미롭게 이산화탄소 고정에 첫 단계인 formate dehydrogenase 유전자 전사시작점에 tungstein 반응하는 sRNA가 위치하며 tungstein 존재 여부에 따른 전사 발현 조절 가능성을 발견했습니다. Tungstein은 이산화탄소 고정 단계에 필수적인 물질입니다. 따라서 Tunstein 존재 여부에 따라 formate dehydrogenase의 작용을 조절하여 성장 과정에서의 에너지 낭비를 방지하는 것으로 예상됩니다. 또한 이산화탄소 고정 대사경로 관련 유전자들은 house keeping sigma factor에 의해서 전사가 조절되는 것이 확인 되었습니다.


  위에서 언급한 것 같이, Eubacterium limosum ATCC 8486 유전체 구축과 이산화탄소 고정 단계에서 전사시작점 규명을 통해 전사 regulation 기작을 찾은 첫 보고이며, 이와 같은 정보는 추후 유전체 편집을 통해 화합물 생산하기에 유용한 정보가 될 것입니다.


2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.

 

  연구에 사용하는 미생물은 혐기성 미생물입니다. 혐기성 미생물도 여러가지로 나뉘는데, E. limosum같은 경우 절대 혐기성 미생물로 산소에 조금만 노출되어도 생장이 불가능합니다. 따라서 미생물 배양에 성공하는 데만 2년 이상이 걸렸습니다. 대학원 2년차 가을에 처음으로 배양을 성공하고 신나서 한 턱을 냈던 기억이 납니다. 물론 그 이후가 더 힘들었지만, 제일 기억에 남는 에피소드 입니다.


3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.


  주위 사람과 discussion을 활발히 하는게 중요한 것 같습니다. 저는 운이 좋게도 실험실 초창기 대학원생 중 한명이였습니다. 그래서 교수님과 많은 discussion을 한 것이 큰 도움이 되었습니다. 개개인에 따라 다르겠지만 저는 교수님과 이야기를 하면서 많이 발전한 것 같네요. 선후배, 동료 연구자들, 교수님과 소통을 활발하게 하는게 좋은 것 같습니다.


4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?


  좋아서 하고 있습니다.



5. 다른 하고 싶은 이야기


  저는 한번도 제가 똑똑해서 연구를 하고 있다고 생각한 적이 없습니다. 다행스럽게도 좋은 사람들 만나서 도움 받으면서 하루 하루 성장해가고 있다고 생각 합니다. 이 인터뷰를 누가 읽을 지는 잘 모르겠지만, 저와 같이 연구를 하고, discussion을 해주고, 시간을 같이 보내주신 분들에게 한번도 못했던 감사하다는 말 전하고 싶네요. 지도해 주신 조병관 교수님 감사합니다.





  1. 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 생기는 지방간 또는 지방간염으로서, 비만인구 ...
    Date2018.03.05 By생명과학과 Views8106
    Read More
  2. 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-β receptor는 TGF-β와 결합하...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views4045
    Read More
  3. 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 수송체인 “TliDEF계”를 모델 시...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views3200
    Read More
  4. 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 사용시 발생하는 환경문제를 해결하기 ...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views3108
    Read More
  5. 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 실제 결과 (Outcome)의 차이 (Reward prediction err...
    Date2018.01.29 By생명과학과 Views5910
    Read More
  6. 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 CHO 세포에서 단백질 생산을 ...
    Date2018.01.29 By생명과학과 Views8521
    Read More
  7. 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 임에도 불구하고, 단감을 재...
    Date2018.01.08 By생명과학과 Views2945
    Read More
  8. 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. Innate 와 adaptive immune sys...
    Date2018.01.03 By생명과학과 Views7241
    Read More
  9. 김희연 (생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 생물의약품이 세포 내로 전달되어 약효를 나타내기 위해서는, 일반적으로 선택적인 투과성을 지닌 세포막을 잘 투과할 수 있도록 디자인 되어야 합니다. 이러한 점에서, 세포의 분열 및 성장에 관여하는 상피세...
    Date2017.12.29 By생명과학과 Views4654
    Read More
  10. 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
  11. 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 골격계 관련 세포 분화의 연관...
    Date2017.12.11 By생명과학과 Views4209
    Read More
  12. 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
  13. 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 여러 유전자의 발현이 필수적입니...
    Date2017.10.30 By생명과학과 Views4092
    Read More
  14. 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 대표적인 히스톤 modification ...
    Date2017.10.30 By생명과학과 Views3984
    Read More
  15. 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 nucleosome은 세포의 유사 분열 시기...
    Date2017.10.24 By생명과학과 Views6201
    Read More
  16. 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 왔습니다. 본 실험실에서는 과거 이...
    Date2017.10.24 By생명과학과 Views4178
    Read More
  17. 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 복제 과정에서는 DNA가 복제가 ...
    Date2017.10.20 By생명과학과 Views5832
    Read More
  18. 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
  19. 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
  20. 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 보내와서, 제가 발표했던 연구 ...
    Date2017.09.25 By생명과학과 Views5282
    Read More
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 Next
/ 6