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
35 [강창원, 서연수 교수님, 팔린다 박사님] 논문 Nucleic Acids Research 게재 생명과학과 2023.02.17 349
34 [김진우 교수님] 새로운 세포핵 단백질의 이동 루트 발견​ 생명과학과 2023.02.28 407
33 [김진우 교수님, 민광욱 박사님] 왼쪽 눈이 본 것을 오른쪽 뇌가 알게 하라​ 생명과학과 2023.03.02 500
32 [김학성 교수님, 김홍식 박사님] 암세포에만 약물 전달 가능한 클라트린 조립체 개발​ 생명과학과 2023.03.15 391
31 [한용만, 허원도 교수님] 광유전학적으로 인슐린 분비 조절성공…인간 전분화능 줄기세포 유래 췌도 오가노이드 개발 생명과학과 2023.03.24 524
30 [정인경 교수님] 암, 노화 등에 미치는 게놈 3차 구조의 신규 원리 발견​ 생명과학과 2023.04.10 358
29 [김찬혁 교수님] 말기 고형암 표적 2세대 면역치료제 개발​ 생명과학과 2023.04.20 411
28 [허원도 교수님] RNA 유전자 가위 기술로 코로나바이러스 싹둑 생명과학과 2023.05.04 471
27 [정인경 교수님] 파킨슨병 발병 3차원 게놈 지도 최초 제시​ 생명과학과 2023.05.08 462
26 [김찬혁 교수님] 6월 ‘이달의 과학기술인상’ 수상 생명과학과 2023.06.08 283
25 [전상용, 조병관 교수님] 나노입자로 염증부터 면역치료까지 가능 생명과학과 2023.06.21 448
24 [이승재 교수님] 생체 에너지 발전소 부산물로 병원균 감염 제어​ 생명과학과 2023.07.11 290
23 [정인경 교수님] 인공지능 기반 대장암 3차원 게놈 지도 최초 해독​ 생명과학과 2023.07.25 206
22 [정원석 교수님] 아동 학대로 인한 정신질환 발병 원인 최초 규명​ 생명과학과 2023.08.01 306
21 [전상용 교수님] 탄수화물 나노입자로 염증성 장 질환 치료하다​ 생명과학과 2023.08.02 283
20 [정현정 교수님] 유전자 가위와 약물로 동시에 암을 잡는 신약 개발 생명과학과 2023.08.03 748
19 [김학성 명예교수님] 2023 효소공학상(Enzyme Engineering Award) 수상​ 생명과학과 2023.08.24 267
18 [김윤기 교수님] 새로운 단백질 번역기전 규명 file 생명과학과 2023.10.12 501
17 [김윤기, 조원기 교수님] 비정상 단백질 처리에 관여하는 새로운 인자 발견 생명과학과 2023.10.12 274
16 [김재경 교수님] 포스코 사이언스 펠로십 선정​ 생명과학과 2023.10.18 309
Board Pagination Prev 1 ... 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Next
/ 22