한빛사
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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2010-11-15
- 조회6,077
Angew. Chem.-Int. Edit., Volume 49, Issue 50, pages 9757–9760, December 10, 2010. Article first published online: 26 OCT 2010 | DOI: 10.1002/anie.201004406
“Illusionary” Polymerase Activity Triggered by Metal Ions: Use for Molecular Logic-Gate Operations†
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
본 논문은 목적 DNA 와 프라이머 (primer)가 상보적인 염기쌍을 이룰 경우에만 핵산중합 효소에 의해서 핵산이 증폭된다는 기존의 개념을 뛰어넘어, 특정 금속이 있을 경우에 비 상보적인 T-T 및 C-C 염기쌍으로부터도 핵산중합 효소의 활성을 유도하여 핵산을 증폭할 수 있다는 사실을 처음으로 규명한 것으로, 위 현상은 수은과 은 이온을 통해서 형성된 T-Hg2+-T 와 C-Ag+-C 염기쌍을 상보적인 염기쌍으로 인식하는 핵산중합 효소의 착각 현상에 기인한 것입니다. 위 현상을 기반으로 저희는 금속 이온의 조합에 의해서 출력신호를 조절할 수 있는 분자 수준의 논리게이트를 구현하였습니다. 이번 연구는 기존에 연구되어온 금속 이온과 핵산의 특이적인 상호작용연구에서 한 걸음 더 나아가 이를 효소 활성 유도와 연관시킨 최초의 시도로서 관련 금속 이온의 존재유무 판별 및 새로운 SNP (single nucleotide polymorphism) 분석 기술로 적용될 수 있을 뿐 아니라, 기존 핵산 기반의 기술들과 비교하여 저 비용 및 간단한 시스템 디자인을 통해서 논리게이트를 정확하게 구현함으로써 분자 수준의 전자 소자 개발 연구에 큰 진보를 가져올 것으로 기대됩니다.
본 논문을 마무리하고 투고하는 과정에서 유사한 개념을 소개하는 논문이 발표되면서 시간이 촉박하였는데, 저의 지도교수님이신 박현규 교수님께서 논문을 빠르게 교정해주시고 지도해주셔서 잘 투고 할 수 있었습니다. 그리고, 처음 투고 한 논문이 cover paper 로 선정되는 기쁨도 누릴 수도 있었습니다. 또한, 항상 실험할 때 가르침을 주시는 사수 철희형에게도 감사의 마음을 전하고 싶습니다.
본 연구는 카이스트 생명화학공학과 생물소자실험실 (지도교수=박현규 교수님, http://bcbd.kaist.ac.kr) 에서 이루어졌습니다. 저희 실험실은 Biochip (DNA, protein, 및 microfluidic chip), 등온핵산 증폭 방법의 개발, 전기화학적 방법을 통한 질병 진단 및 enzyme engineering 등 생물과 관련한 다양한 연구를 수행해 오는 전도 유망한 실험실입니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저의 학부 전공은 화학공학이었으나, 대학원 진학 시 생물관련 연구를 하는 실험실로 진학하게 되었습니다. 그리하여 처음에는 모르는 내용도 많고 힘든 점도 많았습니다. 하지만, 공부를 하면 할수록 재미를 붙이게 되었고 실험실 선배들의 큰 도움으로 연구에 흥미를 느끼게 되었습니다. 아직 연구에 대해서 잘은 모르지만, 많은 시도를 통해 뜻하는 실험 결과를 얻었을 때의 보람을 즐기며 재미있는 연구를 해보고 싶습니다.
4. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
학부 당시부터 꿈이 교수가 되는 것이었습니다. 그 꿈을 위해, 대학원에 진학하여 연구에 매진하고 있으며, 앞으로, 본 논문을 기반으로 다양한 효소를 이용하여 활성 유도 여부를 테스트 해 볼 것이며 그 외에도 분자해석시스템을 개발해 보고 싶습니다. 그리고, 새로운 방법의 효소 활성 측정법 및 민감한 표적 분자 분석법을 개발해 보고 싶습니다.
본 논문은 목적 DNA 와 프라이머 (primer)가 상보적인 염기쌍을 이룰 경우에만 핵산중합 효소에 의해서 핵산이 증폭된다는 기존의 개념을 뛰어넘어, 특정 금속이 있을 경우에 비 상보적인 T-T 및 C-C 염기쌍으로부터도 핵산중합 효소의 활성을 유도하여 핵산을 증폭할 수 있다는 사실을 처음으로 규명한 것으로, 위 현상은 수은과 은 이온을 통해서 형성된 T-Hg2+-T 와 C-Ag+-C 염기쌍을 상보적인 염기쌍으로 인식하는 핵산중합 효소의 착각 현상에 기인한 것입니다. 위 현상을 기반으로 저희는 금속 이온의 조합에 의해서 출력신호를 조절할 수 있는 분자 수준의 논리게이트를 구현하였습니다. 이번 연구는 기존에 연구되어온 금속 이온과 핵산의 특이적인 상호작용연구에서 한 걸음 더 나아가 이를 효소 활성 유도와 연관시킨 최초의 시도로서 관련 금속 이온의 존재유무 판별 및 새로운 SNP (single nucleotide polymorphism) 분석 기술로 적용될 수 있을 뿐 아니라, 기존 핵산 기반의 기술들과 비교하여 저 비용 및 간단한 시스템 디자인을 통해서 논리게이트를 정확하게 구현함으로써 분자 수준의 전자 소자 개발 연구에 큰 진보를 가져올 것으로 기대됩니다.
본 논문을 마무리하고 투고하는 과정에서 유사한 개념을 소개하는 논문이 발표되면서 시간이 촉박하였는데, 저의 지도교수님이신 박현규 교수님께서 논문을 빠르게 교정해주시고 지도해주셔서 잘 투고 할 수 있었습니다. 그리고, 처음 투고 한 논문이 cover paper 로 선정되는 기쁨도 누릴 수도 있었습니다. 또한, 항상 실험할 때 가르침을 주시는 사수 철희형에게도 감사의 마음을 전하고 싶습니다.
본 연구는 카이스트 생명화학공학과 생물소자실험실 (지도교수=박현규 교수님, http://bcbd.kaist.ac.kr) 에서 이루어졌습니다. 저희 실험실은 Biochip (DNA, protein, 및 microfluidic chip), 등온핵산 증폭 방법의 개발, 전기화학적 방법을 통한 질병 진단 및 enzyme engineering 등 생물과 관련한 다양한 연구를 수행해 오는 전도 유망한 실험실입니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저의 학부 전공은 화학공학이었으나, 대학원 진학 시 생물관련 연구를 하는 실험실로 진학하게 되었습니다. 그리하여 처음에는 모르는 내용도 많고 힘든 점도 많았습니다. 하지만, 공부를 하면 할수록 재미를 붙이게 되었고 실험실 선배들의 큰 도움으로 연구에 흥미를 느끼게 되었습니다. 아직 연구에 대해서 잘은 모르지만, 많은 시도를 통해 뜻하는 실험 결과를 얻었을 때의 보람을 즐기며 재미있는 연구를 해보고 싶습니다.
4. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
학부 당시부터 꿈이 교수가 되는 것이었습니다. 그 꿈을 위해, 대학원에 진학하여 연구에 매진하고 있으며, 앞으로, 본 논문을 기반으로 다양한 효소를 이용하여 활성 유도 여부를 테스트 해 볼 것이며 그 외에도 분자해석시스템을 개발해 보고 싶습니다. 그리고, 새로운 방법의 효소 활성 측정법 및 민감한 표적 분자 분석법을 개발해 보고 싶습니다.
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