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

생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

Extra Form
인터뷰 문경환
논문 Kyeong Hwan Moon, Hyoung-Tai Kim, Dahye Lee, Mahesh B. Rao, Edward M. Levine, Dae-Sik Lim, Jin Woo Kim3 (2018).Differential Expression of NF2 in Neuroepithelial Compartments Is Necessary for Mammalian Eye Development. Dev. Cell 44, 13-28 e13.
한줄요약 눈의 부분별 성장속도 조절 원리 규명 - Nf2 종양억제유전자의 새로운 기능 발견


figure.jpg

 <Nf2는 각 구획의 세포분열 속도를 조절하는 스위치>




1. 연구를 시작한 계기  : 신경섬유종증을 앓고 있는 환자 많은 수가 안과 관련 질환을 가지고 있습니다. 이번 연구는 신경섬유종증의 원인이 되는 Nf2 유전자 돌연변이가 어떤 기작으로 안과 질환을 일으키는지 알아보는 과정에서 시작되었습니다.



2. 연구 전개 과정에 대한 소개 : Nf2 환자의 안과 질환 상태를 모사하기 위해 Nf2 유전자가 눈에서만 특이적으로 제거된 유전자 변형 생쥐를 제작하여 연구를 진행했습니다. 생쥐 모델을 통한 연구 처음 새웠던 가설과는 다르게 Nf2 유전자가 손실된 생쥐 모델에서 보이는 안과 질환들이 대부분 배아의 발달시기에서 발생한 기형이란 점을 발견했습니다. 그리고 사실을 기반으로 Nf2 눈의 발달에서 어떤 역할을 하는지 연구하기 시작했습니다.


포유동물의 눈에서 신경상피세포 유래 조직은 크게 망막-망막색소상피세포-섬모체 3가지 구획으로 나뉘는데, 구획은 각기 다른 구조와 세포 분열 정도를 갖는 것으로 알려져 있습니다. 뿐만 아니라 뇌나 다른 외배엽 유래 기관의 발달 과정에서도 같은 세포층에서 유래했는데 구획이 다른 정도의 세포 분열 정도를 가지는 현상이 공통적으로 나타나는데, 기작은 여전히 의문으로 남아있었습니다. 따라서, Nf2 제거 생쥐 눈을 모델로 발달생물학의 미제를 해결해 보자는 쪽으로 방향을 선회하였습니다.


연구를 통해 Nf2 유전자 제거 이후 상대적으로 세포 분열이 낮게 유지되던 망막색소상피층과 섬모체 영역에서 세포 분열이 크게 증가하는 것을 발견했고, 나아가 구획을 특성을 결정하는 중요 전사 인자들이 해당 구획에 알맞은 세포 분열 정도를 갖도록 Nf2 유전자의 발현을 조율한다는 사실 또한 발견했습니다. 이를 통해 Nf2 구획의 세포 분열정도를 다르게 조절하는데 중심적인 기작이란 사실을 밝혀냈습니다.



3. 발견: 신체기관의 형성과 성장 과정은 3차원적 공간에서 특징적인 세포의 배열을 통해 이루어집니다. 동안 기관 발달 연구는 기존 세포군들의 재배열 기작이나, 특정 세포군의 특징을 규정하는 유전자 발굴에 집중한 것이 주를 이루었습니다. 하지만, 간과한 것은 기관을 구성하는 다양한 세포군들이 다른 속도로 성장을 한다는 것입니다. 이러한 세포군들 사이의 성장 속도의 차이가 결국, 기관의 모양을 결정하는 주요 기작이라고 있습니다.


연구를 통해 안구 신경외배엽이라는 연속적 세포층에서 어떻게 구획이 나누어지고 구획마나 고유한 세포 분열 정도를 가지게 되는지를 증명함으로써 기관의 발달은 구역별 상이한 성장을 동반해야 한다는 것을 제시한데 중요한 의의가 있습니다.


 

4. 후속:  이번 연구를 통해 Nf2   상피세포 조직에서 세포 분열 정도를 결정하는데 있어 최종 스위치와 같은 역할을 가능성을 제시한데 의미가 있습니다. Nf2 다양한 신체기관에서 활성이 나타낸다는 점을 고려했을 , 안구 뿐만 아니라 다양한 신체기관의 왜소증/비대증 기형에 있어 역할을 가능성이 있습니다. 따라서, 다른 신체 기관에도 Nf2 구역 성장 속도 조절의 스위치 역할을 하는지를 검증할 예정입니다. 또한, 연구에서 이용한 Nf2 유전자 변이에 의한 Nf2 상실뿐만 아니라 Nf2 단백질 기능을 조절하는 다양한 세포 외부 인자들의 역할을 추가로 검증하여 안구 발달과 관련된 세포 ,외부 환경을 추가로 발굴할 예정입니다.


  1. 민지연 (분자세포 면역학 연구실, 강석조 교수님)

    <그림. 염증반응에 의한 두 종류의 CD64+ 염증성 수지상 세포의 분화 및 역할> 1. 배경지식 림프절(lymph node)은 항원 등의 외부 침입에 대응하는 면역 반응을 조절하는 매우 중요한 조직입니다\. 이 림프절 내에 존재하는 면역 세포들의 시...
    Date2018.07.04 By생명과학과 Views2394
    Read More
  2. 정영석 (시스템신경과학 연구실, 정민환 교수님)

    1. 배경지식 해마는 우리 뇌의 대뇌 피질 안쪽, 내측 측두엽에 위치하는 뇌 구조로 새로운 사실을 학습하고 기억하는 데에 중요한 뇌로 알려져 있습니다. 해마가 손상이 되면 새로운 정보를 기억하지 못하게 되는 데, 실제로 치매환자들의 ...
    Date2018.07.04 By생명과학과 Views1908
    Read More
  3. 이용현 (바이오나노의약 연구실, 전상용 교수님)

    <항암제가 로딩된 바이오틴-빌리루빈 나노약물전달시스템의 항암효능 메커니즘> 1. 배경지식 종양미세환경은 암발생 및 발달, 약물 저항성, 면역억제 그리고 암전이에 있어서 중요한 역할을 하고 있음이 많은 연구결과를 통해...
    Date2018.07.04 By생명과학과 Views2531
    Read More
  4. 최지헌 (신경발생학 연구실, 김진우 교수님)

    <그림. 망막 전구세포에서의 mTORC1 과활성이 세포주기 진행 및 신경세포 발생을 촉진하다.> 1. 배경지식 척추동물의 신경계는 발생과정에서 신경전구세포 (neural progenitor cell)가 분열(proliferation)을 반복하며 점차 신경세포...
    Date2018.07.10 By생명과학과 Views1959
    Read More
  5. 엄승민 (시냅스뇌질환 연구실, 김은준 교수님)

    <Three chamber test for social interaction> 1. 배경지식 뇌의 신경 세포망에서 시냅스는 없어서는 안 될 핵심 요소이자 신경 세포들 사이에서의 중요한 소통을 담당하고 있습니다. 이러한 시냅스는 수많은 유전자들로 구성 되...
    Date2018.07.17 By생명과학과 Views1930
    Read More
  6. 조혜연 & 김무준 (신경회로망 연구실, 한진희 교수)

    <공포 기억 회상 시에 기억과 관련 없는 세포가 단 1%라도 활성화 되면 기억 회상 능력이 떨어진다.> 1. 배경지식 해마의 치사회는 공간에 대한 기억을 저장하는 뇌 영역이다. 치매 환자들이 치상회에 비정상적으로 높은 활동을 보인다. 옵신 ...
    Date2018.07.17 By생명과학과 Views1789
    Read More
  7. 장진호 (신경회로망 연구실, 한진희 교수)

     <그림> 전두엽-편도체 뇌신경회로는 포식자 냄새에 대한 생쥐의 본능적 공포 반응을 조절한다. 1. 배경지식 “공포 반응”은 사람과 동물이 위험한 상황에서 다치는 것을 막아주고 생존할 확률을 높여주는 유익한 생물학적 ...
    Date2018.07.26 By생명과학과 Views2142
    Read More
  8. 박은애 (식물학 연구실, 최길주 교수)

    <그림. 파이토크롬의 힘: 숲 속, 키 큰 나무 아래 그늘에 비추는 잠깐의 빛으로도 키 작은 식물은 푸르러진다> 1. 배경지식 파이토크롬B는 빛을 인지하여 식물의 발아, 새싹 발달, 개화 등을 조절하는 광수용체이다. 파이토크롬B가 식물의...
    Date2018.07.26 By생명과학과 Views2331
    Read More
  9. 허우성 (생체분자공학 연구실, 김학성 교수)

    1. 배경지식 빛을 이용한 세포의 다양한 신호전달 조절은 물리, 화학적 방법보다 비 침습적이고 빠르기 때문에 세포 기능 연구에 매우 효과적으로 활용될 수 있습니다. 그러나, 지금까지는 주로 자연에 존재하는 광 스위치 단백질에 의존하였기 때...
    Date2018.07.30 By생명과학과 Views2273
    Read More
  10. 손준영 (생체리듬 연구실, 최준호 교수)

    <배고플 때 잠을 못 자는 이유: 아미노산 세린이 아세틸콜린 신호를 증진시켜 잠을 억제한다> 1. 배경지식 동물들은 성장과 신체의 다양한 대사 작용을 유지하기 위한 에너지와 영양소를 먹이로부터 얻으며, 굶게 되면 수면을 억제 ...
    Date2018.08.16 By생명과학과 Views2349
    Read More
  11. 정화진, 박하람 (시냅스뇌질환 연구실, 김은준 교수)

    <Sexually dimorphic gene expression in Chd8-mutant mice> 1. 배경지식 자폐증은 1% 가량의 인류가 영향을 받는, 굉장히 큰 사회적 비용이 들어가는 정신질환입니다. 사회성 문제와 제한되고 반복적인 행동을 보이는 환자를...
    Date2018.08.21 By생명과학과 Views2916
    Read More
  12. 전종철 (진핵세포전사 연구실, 김재훈 교수님)

    <효모 Set1 complex 의 H2B ubiquitylation 의존적 H3K4 methylation 기작> 1. 배경지식 핵산인 DNA와 단백질인 히스톤은 염색체의 기본 구성인자인 nucleosome을 이룹니다. DNA를 기반으로 하는 다양한 생명현상들 예컨데 DNA replication, DN...
    Date2018.10.24 By생명과학과 Views1375
    Read More
  13. 유이슬 (생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    <합리적 설계가 가능한 핵단백질 나노 입자와 암세포로의 표적화 및 치료 단백질 전달> 1. 배경지식 지난 수 십년 간 다양한 질병의 진행과 관련한 분자적 기작에 대한 연구 결과가 나오면서 세포 외부에 존재하는 생체 분자뿐만 아...
    Date2018.11.12 By생명과학과 Views1304
    Read More
  14. 신안나 (행동유전학 연구실, 김대수 교수님)

    <졸음 행동 모델 제작과정과 T타입 칼슘채널 결핍 마우스 모델의 졸음행동 차이분석> 1. 배경지식 일반적 수면 행동에 비해 졸음행동은 관련 연구가 면밀히 진행되지 않았다. 높은 칼로리의 식품 섭취는 수면을 유도하고, 마우스 ...
    Date2018.12.19 By생명과학과 Views1515
    Read More
  15. 유병준 (바이오나노의약 연구실, 전상용 교수님)

    < 펩타이드-항체 복합체 구성 및 항암 작용기작 > 1. 배경지식 펩타이드의약품이란, 약 40여개 이하의 아미노산으로 이루어진 물질로 주로 화학적인 합성을 통해서 생산하는 의약품을 말합니다. 펩타이드의약품은 질병 관련 표적에 ...
    Date2019.01.09 By생명과학과 Views1413
    Read More
  16. 정현진 (바이오이미징 및 광유전학 실험실, 허원도 교수님)

    <광활성 Flp을 개발, 마우스 머리에 LED를 비추어 유전자 발현을 조절함> 1. 배경지식 유전자 기능 연구를 수행하는데 있어 가장 일반적인 방법인 유전자 변형 실험모델을 만드는 것은 많은 시간, 비용, 노력 등이 소요됩니...
    Date2019.01.24 By생명과학과 Views1185
    Read More
  17. 인선아 (진핵세포전사 연구실, 김재훈 교수님)

     <RNF20/40에 의한 열충격유전자 발현 조절 메커니즘> 1. 배경지식 진핵생물에서 DNA는 히스톤 단백질과 함께 ‘뉴클레오좀’이라는 단위로 존재합니다. 히스톤에는 Methylation, Acetylation, Phosphorylation, Ubiquityla...
    Date2019.02.07 By생명과학과 Views959
    Read More
  18. 김지훈 (바이오이미징 & 광유전학 연구실, 허원도 교수님)

    <형광단백질을 이용한 실시간 small GTPase 단백질 센서의 개발과 생명연구의 적용 > (a) Schematic of ddFP-based small GTPase sensor. (b) (top) Schematic depiction of KRas (G-KRas) sensor construct. (bottom) Fluorescence images s...
    Date2019.02.07 By생명과학과 Views1819
    Read More
  19. 이윤정 (에피제네틱스 구조생물학 연구실, 송지준 교수님)

     <그림. MRG15 binding to ASH1L releases the autoinhibitory loop, and activates ASH1L histone methyltransferase activity> 1. 배경지식 DNA는 히스톤 H2A, H2B, H3, H4가 각각 한 쌍씩 8개로 결합해 이루어진 octamer에 감겨, 크로...
    Date2019.03.28 By생명과학과 Views983
    Read More
  20. 박진아 (대사신호전달 연구실, 김세윤 교수님)

    <흥분성 신경세포 특이적 IPMK 녹아웃에 의한 공포기억 소거증진 효과> 1. 배경지식 포유류에게 있어 다가오는 위협에 대응하여, 관련된 사건을 기억하고 적절한 반응을 하는 것은 생존에 매우 중요합니다. 또한 필요 이상으로 과도한 공포를...
    Date2019.03.28 By생명과학과 Views1099
    Read More
Board Pagination Prev 1 2 3 4 Next
/ 4