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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 김희연
논문 Hee-Yeon Kim,* Jung Ae Kang,* Jeong-Hyun Ryou, Gyeong Hee Lee, Dae Seong Choi, Dong Eun Lee, and Hak-Sung Kim (2017) Intracellular Protein Delivery System Using a Target-Specific Repebody and Translocation Domain of Bacterial Exotoxin. ACS Chem. Biol. 12(11):2891-2897. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29019389
한줄요약 항체와 박테리아 독소를 이용한 세포 내 단백질 전달 시스템의 개발

▷인터뷰



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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 상피세포성장인자 수용체(Epidermal growth factor receptor; EGFR)에 특이적인 인공항체는 EGFR을 과발현하는 세포와 선택적으로 결합할 수 있습니다. 이 인공 항체에 항암단백질 Gelonin을 결합시켜 EGFR을 과발현하는 유방암 세포에 전달하는 연구를 수행하였습니다. 항암단백질이 세포 표면에 결합한 후 세포막을 투과하여 세포질 내로 전달될 수 있도록 녹농균 외독소가 가지고 있는 전위활성 영역을 추가하여 세포 내 전달 효율을 높였습니다. 개발된 인공항체-세포투과도메인-Gelonin 복합체는 EGFR이 없는 세포에는 독성을 나타내지 않았으나, EGFR을 과발현하는 유방암 세포에서 투여 용량에 비례하는 세포사멸 효과를 나타냈습니다. 개발된 종양 선택적 항암치료제는 유방암 세포를 이식한 동물모델에서도 고형 암의 성장을 효과적으로 억제하였으며, 해당 연구를 통해 새로운 생물의약품을 개발하는 데에 필요한 디자인, 합성뿐 아니라 개발된 의약품의 생체 내 효능을 검증할 수 있었습니다.


 

2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.


   항체의약품의 제조를 위해 벡터 제작, 단백질 발현, 분리, 정제까지 해야 하는 실험과정이 많고 시행착오가 있어 힘들었지만, 제가 실험한 In vitro 실험 결과와 In vivo 실험 결과가 동일하게 나왔을 때에 가장 기뻤던 것 같습니다.




3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.


   학위과정 기간은 저에게 학문, 연구뿐만 아니라 많은 것들을 배울 있는 의미 있는 시간이었던 같습니다. 세미나 시간에 발표를 하고 실험실원들로부터 질의응답, 조언을 들으며 많이 배울 있었습니다. 학위과정이 짧다면 짧고 길다면 시간입니다. 연구실이라는 작은 사회 안에서 지식적으로도 ‘나’라는 사람이 성장해나가는 좋은 기회로 여기고 성실하게 임한다면 좋은 결과가 잇따를 것이라 생각합니다.

 


4. 나는 왜 생명과학자가 되었는가?


   저는 화학과 생명과학의 접점인 생화학 분야에 많은 흥미를 느꼈습니다. 나노과학기술대학원에 진학한 후 생물체 내에서 이루어지는 반응 및 단백질과 같은 탄소화합물, 지질, 핵산을 포함하는 생체 분자의 특성과 기능을 연구하는 생체분자공학연구실에서 학위과정을 하게 되었습니다.


 


5. 다른 하고 싶은 이야기


   지도교수님이신 김학성 교수님과 실험실 동료 분들의 도움으로 연구를 마무리할 수 있었습니다. 또한, 공동연구를 수행한 한국원자력연구원의 강정애, 이동은 박사님께도 감사하다는 말을 전하고 싶습니다.




  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...
    Date2017.12.29 By생명과학과 Views4667
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  2. 김효상 (시냅스 뇌질환 연구단, 김은준 교수님)

    질문 염색질 재조합 단백질의 결손에 따른 자폐 스펙트럼 유사 행동은 어떻게 치료될 수 있을까 발견 본 연구에서는 ARID1B 유전자의 돌연변이가, 생쥐 모델에서 어떻게 사회성 저하와 반복 행동을 유발하는지, 시냅스와 RNA의 분석을 통해서 밝혀내었고, 유...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views44
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  3. 김태윤(생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현재 사용되고 있는 대부분의 질병 치료제들은 항체에 기반하고 있습니다. 그러나 이러한 항체 기반의 치료들은 제작이 어려우며 제조비용도 매우 높습니다. 그래서 이러한 항체들을 대신할 단백질 기반의 치...
    Date2018.05.09 By생명과학과 Views5889
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  4. 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 이용하여 연구하고자 하는 목...
    Date2018.04.23 By생명과학과 Views4692
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  5. 김찬희, 권용민 (식물학 연구실, 최길주 교수님)

    질문 식물 광수용체인 파이토크롬은 포토바디라고 불리는 액체-액체 상 분리 응집체를 형성한다. 파이토크롬 포토바디는 어떤 단백질들로 구성되어 있을까? 발견 식물 광수용체인 파이토크롬은 포토바디라는 빛에 조절되는 액체-액체 상 분리 응집체를 형성한...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views40
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  6. 김진은 (신경내부인지 연구실, 서성배 교수님)

    Date2021.01.07 By생명과학과 Views1990
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  7. 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 showing Ras activ...
    Date2019.02.07 By생명과학과 Views4112
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  8. 김종원(생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    <표적 특이적 유전자 전달 복합체의 구성 및 유전자 전달> 1. 배경지식 기존의 유전자 전달체는 바이러스성과 비바이러스성 전달체로 구분할 수 있습니다. 바이러스성 전달체는 높은 형질 발현율을 보이는 반면, 면역원성에 의한 안전성 문제를 갖고 있습니다...
    Date2018.05.14 By생명과학과 Views3804
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  9. 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 Views2571
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  10. 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 Views3669
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  11. 김재호 박사 (생체방어 연구실, 이흥규 교수님)

    질문 고 포도당 음료 보충을 통해 뇌종양의 성장이 억제되는가? 억제 되면 기전은 무엇인가? 발견 • 교모세포종 실험 쥐 모델에서 고 포도당 음료 보충을 통해 뇌종양의 성장이 억제되는 현상을 관측했고 이에 더해 이러한 억제 효과가 장내 미생물의 특...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views43
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  12. 김재현(감각처리 연구실, 이승희 교수님)

    배경 지식 인간을 포함한 모든 동물은 외부 환경에서 유입되는 다양한 감각 정보를 지각하여 상황에 맞는 행동을 수행합니다. 한 예로, 교통 신호등 앞에서 운전자가 붉은색 신호를 볼 경우 출발하지 않고 기다려야 하며, 푸른색 신호로 바뀔 경우 출발할 수 ...
    Date2021.08.24 By생명과학과 Views1684
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  13. 김은아, 함석진 (RNAging Lab, 이승재 교수님 연구실)

    질문 미토콘드리아 Krebs cycle 부산물이 개체 수준의 면역에 어떤 영향을 미칠까? 발견 미토콘드리아의 Krebs cycle 효소 중 하나인 ACO-2의 knockdown이 예쁜꼬마선충에서 UPRmt을 활성화 하여 개체수준에서 선천적 면역을 강화 시킴을 발견함. ACO-2의 억...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views55
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  14. 김수현 (동물세포공학 연구실, 이균민 교수님)

    질문: CHO 세포의 모든 유전자를 확인하여 항체의약품 생산성 향상을 위한 유전자를 찾을 수 있을까? 발견: 1. ATF7IP 및 SETDB1 유전자 발견 (후성유전 조절 관련) 2. Knock-out validation 결과 → 이중항체 생산성 2.7-fold 향상 → 단일항체 생산...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views68
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  15. 김성수(바이오이미징&광유전학 연구실, 허원도 교수님)

    그림1. monSTIM1의 활성화 개념 그림설명(좌), 빛 세기에 대한 세포 내 칼슘 활성도(우) 그림2. 비침습적 광조사를 받고 있는 쥐 (좌), 빛 자극에 따른 칼슘 신호 마커, c-Fos발현 (우) <빛의 민감도를 증가시킨 monSTIM1의 활성화를 통한 비침습적 뇌세포 칼...
    Date2020.02.03 By생명과학과 Views2736
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  16. 김륜희(시냅스뇌질환 연구실, 김은준 교수님)

    1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 뇌가 정상적으로 기능하기 위해선 다양한 molecular process를 통해 neuronal synapse가 잘 발달 되어야 합니다. 특히나, presynapse와 postsynapse 사이의 adhesive contact은 매우 중요한 단계이며 이 과정에 시냅스 ...
    Date2018.04.30 By생명과학과 Views4425
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  17. 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 Views3537
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  18. 김기정 (에피제네틱스 구조생물학 연구실, 송지준 교수님)

    <알데히드-알코올 탈수소효소의 구조 및 기능적 연구 > 1. 배경지식 박테리아에 널리 보존되어 있는 알데히드-알코올 탈수소효소(AdhE)는 발효과정에 관련된 효소이다. 알데히드-알코올 탈수소효소는 두 개의 도메인, 알데히드 탈수소효소와 알코올 탈수소효...
    Date2019.10.21 By생명과학과 Views3674
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  19. 김규광 (기능유전체 및 계산생물학 연구실, 정인경 교수님)

    <질문> 기존의 점돌연변이나 유전체 변이만으로는 설명이 어려운 암 유전체를 3차원 게놈 구조 관점에서 재 해독할 수 있을까? <발견> 암에서는 다양한 종류의 변이가 발생하며 암 특이적 3차원 게놈 구조 변화 또한 발생한다. 이로 인해 유전자가 잘못된 전...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views36
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  20. 김경덕 (시냅스 뇌질환 연구실, 김은준 교수님)

     <전시냅스 단백질PTPσ에 의한 NMDA 수용체 안정성 조절 > 1. 배경지식 시냅스는 3,000 개 이상 종류의 단백질이 적절한 위치에 적절한 양 만큼 위치해야 제대로 기능할 수 있는 대단히 복잡한 구조체입니다. 시냅스가 형성되기 위해서는 두 뉴런의 신경 ...
    Date2020.03.18 By생명과학과 Views2510
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