1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드Histone은 핵이라는 제한적 공간에 유전정보인 DNA를 압축해 보관하는 역할뿐 아니라 유전정보 발현을 조절하는 역할을 담당하고 있습니다. 이러한 DNA와의 공간적 기능적 인접성 때문에 histone은 DNA가 복제되는 S phase에서 왕성히 발현되어 새로이 합성된 딸 DNA에 끼어 들어가게 됩니다. 하지만 이러한 주류의 histone과 달리 세포주기와 상관없이 지속적으로 발현되는 histone들이 발견되어 variant histone이라 명명되었고, 후에 이들은 DNA 복제과정이 아닌 전사과정과 연관성을 가진다는 사실이 연구를 통해 알려집니다. 하지만 아직 variant histone과 유전자 전사의 연관성은 전후 관계가 명확치 않습니다. 다시 말해 variant histone이 특정 유전자에 끼어 들어가 그 유전자 전사를 조절하는 것인지, 반대로 유전자 전사 상태를 인지하여 특정 variant histone이 그 부위를 찾아가는 것인지 불분명한 상태입니다.
우리 연구실에서는 H3 variant인 H3.3와 이를 DNA로 전달하는 일을 담당하는 histone chaperone HIRA, Asf1에 의한 전사조절에 관심을 가지고 있었고, 이들의 전사 조절 활성을 테스트하고 생리학적 의미를 찾기 위해 기존 연구들을 바탕으로 H3.3와 근육분화의 연관성을 연구하기 시작하였습니다. 이번 연구에서 저희는 HIRA, Asf1a가 근육 분화시 마스터 유전자 MyoD의 상위 조절 부위에 결합해 H3.3를 집어 넣어주고, 이는 결과적으로 해당 부위에서 linker histone H1을 제거하여 RNA polymerase ll가 안정적으로 결합 할 수 있는 느슨한 구조의 프로모터 크로마틴을 유도하여 효율적인 MyoD 발현에 기여한다는 사실을 알게 되었습니다. 특히 이번 연구에서 H3.3와 H1의 상호작용이 유전자 전사 조절 메커니즘 중 하나이며, 마스터 유전자를 조절하여 외부의 신호를 세포상태로 반영하는 역할을 한다는 사실이 새롭고 중요한 의미를 가진다고 할 수 있습니다.
최근 들어 여러 variant histone들의 genome-wide 분포형태가 보고되면서 이들의 새로운 표적 유전자 및 유전자 내 결합 부위, 세포 기능 혹은 질병과의 연관성, variant histone들간 상호관계가 속속 밝혀지고 있습니다. H3.3의 경우 기존에 보고된 바 있는 active gene뿐 아니라 repressed gene, pericentric/ telomeric region에 역시 위치하고 있음이 새로이 밝혀졌고 HIRA와 함께 ATRX, DAXX등의 단백질이 이러한 과정을 매개한다고 합니다. 크로마틴 구조를 직접적으로 조절하는 histone deposition, variant histone은 epigenetics에서 최근 이목이 집중되는 분야입니다. 관심이 증가하는 만큼 발표되는 관련 논문의 수 역시 빠르게 늘고 있으며 대부분이 우수한 저널에 발표되고 있어 앞으로 더 활발한 연구가 이루어지리라 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.우리 연구실은 수원에 위치한 성균관대학교 약학대학에 속해 있으며 2008년 국가지정연구실(NRL)로 선정되면서 "Lab of Chromatin Dynamics (크로마틴 연구실)"이라는 이름을 가지게 되었습니다. 조은정 교수님, 3명의 포스트닥 그리고 6명의 대학원생이 크로마틴 변화에 기인한 유전자 발현조절 메커니즘을 활발히 연구하고 있습니다. 특히 크로마틴의 변화에 유기적으로 기여한다고 알려진 RNA polymerase ll, variant histone, tumor suppressor, non-coding RNA에 의한 유전자 발현 조절 및 이들간 네트워킹에 주목하고 있고 또한 이들에 의한 크로마틴 조절이 transcription checkpoint, 세포분화, 발암기전에 어떠한 영향을 주는지에 대한 연구가 진행 중입니다. 자세한 내용은
http://www.ejcho.info에서 찾아보실 수 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람학부 때 전공수업을 듣기 시작하면서 실험을 해보고 싶다는 마음도 갖게 되고 기초과학을 향한 동경도 품었던 것 같습니다. 그래서인지 관심을 가졌던 분야에서 해보고 싶었던 '연구'란 일을 하고 있다는 자체가 제게는 자부심으로 느껴집니다. 한 달에 12번 이상 제가 한 실험에 실망하고 자책하고 위로하지만 지금 제가 실험실 밖에서 다른 일을 하는 상상을 하지는 않습니다. 실험을 하다 보면 언뜻 떠오르는 다음 다음 주의 랩미팅, 몇 개월 후의 학위논문, 발표할 논문의 점수… 모두 중요하지만 셀 수 없는 파이펫팅의 결과물이 우리가 살고 있는 세상을 어떻게 조금씩 바꾸어 나갈지 생각하면 몰랐던 연구의 동기도 발견하게 되고 조금 더 진지하고 재미나게 연구 할 수 있을 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?긴 시간은 아니지만 대학원 생활을 하면서 느낀 점은 실험은 잘 될 때보다 잘 안되고 막힐 때, 그래서 의욕이 바닥으로 떨어질 때 더 열심히 파고 들어야 힘들게 보낸 시간 동안 깨끗한 데이터 이상의 것을 얻게 되는 것 같습니다. 물론 깨끗한 데이터만큼 중요한 것도 없는 게 사실이지만 학생으로서 학생 때 배워야 할 것들이 많다고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?여러 종류의 세포를 이용하여 각 세포 특이적 variant histone의 역할이 있는지, 있다면 무엇인지 연구할 계획입니다. 그리고 졸업 후 연구분야에 대해서는 앞으로 고민해 볼 생각입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....철없고, 아는 것 없는 학부졸업생을 연구실의 일원으로 받아주셨던 분이 지금의 지도교수님 이십니다. 5년이 넘는 긴 시간 동안 같은 주제를 연구 할 수 있도록 더디고 게으른 저를 인내하며 지켜봐 주시고 애정으로 이끌어주신 조은정 교수님께 감사드립니다. 그리고 하루 중 가장 많은 시간을 함께 보내는 크로마틴 연구실 식구들, 특히 선배로 친구로 많은 도움을 준 양용진, 설자환 박사님께 글로 나마 고마움을 전합니다. 마지막으로 제 최고의 써포터 부모님, 혜민이, 할머니, 장인어른, 장모님 그리고 얼굴만큼 맘도 예쁜 아내 윤경이와 곧 만나게 될 우리 아가~ 모두에게 많이 미안하고, 항상 고맙습니다.