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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 김나연
논문 Hyerim Park*, Na Yeon Kim*, Sangkyu Lee, Nury Kim, Jihoon Kim, and Won Do Heo (2017) Optogenetic protein clustering through fluorescent protein tagging and extension of CRY2. Nature Communications 8, 30 (*contributed equally)
한줄요약 Development of a new optogenetic tool to manipulate protein clustering under blue light


 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 Arabidopsis thaliana by examining how fusion proteins or tags to influence the efficiency of CRY2 clustering. We found that quaternary structures of tagged proteins, as well as, their conjugation site influenced the efficiency of light-induced CRY2 clustering. This provides valuable information that should be carefully considered prior to tagging and guidelines for designing new optogenetic tools with CRY2. Notably by simply tagging CRY2 with short peptide (CRY2clust) improved CRY2 clustering and showed a propensity for clustering similar to that of native CRY2. We hypothesized that C-terminal extension of CRY2clust may extend existing region for homo-oligomerization and promote its clustering by facilitating hydrophobic interactions. However, further studies are needed to elucidate the mechanism responsible for the enhanced clustering by CRY2clust. The even dispersion of clusters within cells including the nucleus and enhance light sensitivity should widen the scope of CRY2clust application. In fact, application of CRY2clust to the already developed optogenetic system (OptoSTIM1, OptoTRKB and OptoFGFR1) dramatically increase their activity. We expect our CRY2clust will expand the versatility of the optogenetic clustering toolbox and enable researchers to select the precise tool for their experimental purposes.

2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.

    I first started this project in my 2nd year of MS and Ph. D. integrative program. Our initial goal was to conjugate different fluorescent proteins and demonstrate the versatile use of CRY2 for different experimental uses, as we described in our paper. However, generation of CRY2 was not intended. While generating numerous plasmids with different fluorescent proteins, we accidentally found a short peptide could enhance the innate property of CRY2 and story moved on from there. At first, we did not know how to answer this phenomenon. Now thinking back, although we did not intend to create CRY2clust, the process of understanding CRY2clust helped us to further characterize unveiled property of CRY2.

3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.

    From my experiences, I think learning how to operate certain experiments and writing skills are fundamental elements that all graduate students learn throughout their course. Learning how to logically design experiments and to overcome persistent upcoming problems are important tactics learned through research. Also unlike what we all learned through college, studying materials on oneself was not fulfilled. Besides studying and securitizing biological questions, the ability to discuss with colleagues is also one of the important criteria in research. I am still in the middle of learning those processes and hopefully, will earn more insights through further research experiences.  

4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?

    After graduating pre-medical school, I was in the middle of the road whether I will continue my med school program or learn more biological science for research. I was longing to understand and investigate veiled biological questions that changed my course to become a biologist.

5. 다른 하고 싶은 이야기

    The co-author of this paper, Dr. Hyerim Park helped since I started my graduate school. She guided me through this research that we were able to pull this research for better outcomes. I would like to especially thank her for her effects and sincerity.

  1. 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...
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  2. 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...
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  3. 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 Views4159
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  4. 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 Views3515
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  5. 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...
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  6. 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 ...
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  7. 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...
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  8. 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 Views4155
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  9. 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 ...
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  10. 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...
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  11. 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 ...
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  12. 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 Views5257
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  13. 권도형 (분자세포면역학 연구실, 강석조 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 미토콘드리아는 에너지 생산뿐만 아니라, 칼슘의 저장소, Apoptosis, lipid 합성등 다양한 기능을 수행하는 세포소기관으로, 에너지 상태 외에도 다양한 ion의 흐름, 외부 신호, 미토콘드리아의 역동성(dynamic...
    Date2017.09.20 By생명과학과 Views9131
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  14. 신혜림 (세포신호전달 연구실, David Helfman 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 암세포의 전이 및 산포는 세포 이동 및 세포 간 응집을 포함한 과정으로부터 비롯된 결과입니다. 이러한 과정은 세포 형태의 변화를 수반하며, 액틴 또는 이와 결합하는 다양한 단백질의 변이가 전이과정에서 ...
    Date2017.09.04 By관리자 Views3499
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  15. 홍지소 (행동유전학 연구실, 김대수 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 두뇌의 내측전전두엽 (medial prefrontal cortex)은 작업기억, 주의집중, 사회성 등 다양한 고등인지기능에 관여하고 있는 부분으로 스트레스 반응 및 공포 반응과 같은 감정의 조절에 있어서도 mPFC는 핵심적...
    Date2017.08.29 By생명과학과 Views4731
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  16. 권도형 (분자세포면역학 연구실, 강석조 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 일반적으로 세포의 DNA는 핵내에만 존재합니다. 만약 사이토졸 내에서 DNA센서가 DNA를 인식한다면, 세포는 외부 병원균의 DNA로 인식하여 제1형 인터페론을 생성하는 면역반응을 유도합니다. 우리 세포는 사이...
    Date2017.08.21 By생명과학과 Views4372
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  17. 곽미정 (구조생명과학 연구실, 오병하 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 본 논문은 폐렴을 일으키는 레지오넬라 뉴모필라 균의 독성단백질 분비 기작에서 중요한 역할을 하는 Type IV coupling protein complex(T4CP)의 전체 모델 구조를 규명한 논문입니다 (아래그림). 레지오넬라균...
    Date2017.08.21 By생명과학과 Views6282
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  18. 이한솔 (구조생명과학 연구실, 오병하 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현미경을 통해서만 볼 수 있는 조그마한 우리의 세포 속에는 2m가 넘는 기다란 DNA가 들어있습니다. 이 DNA들이 헝클어지지 않고 정상적으로 기능하도록 단단하게 응축(condensation) 시켜주는 단백질이 존재하...
    Date2017.08.21 By생명과학과 Views10187
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  19. 장원열 (세포종양발생학 연구실, 임대식 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 발생과정 중에 있는 조직에는 화학적 자극뿐만 아니라 휘어지고 뒤틀리고 혹은 서로 다른 경도의 세포기질에 둘러싸이는 등의 물리적 자극 또한 주어집니다. 그리고 이러한 물리적 자극이 실제로 세포 분열조절...
    Date2017.08.01 By생명과학과 Views5781
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