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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2012-05-02
- 조회7,087
Nat. Neurosci., Published online22 April 2012 | doi:10.1038/nn.3097
Neurogenesis requires TopBP1 to prevent catastrophic replicative DNA damage in early progenitors
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
DNA 복제 (replication) 는 많은 단백질들이 수반된 아주 복잡한 과정을 거처서 이루어지는데 그 중의 하나가 ATR (Ataxia-Telangiectasia and Rad3-related) 입니다. ATR은 다른 많은 단백질들을 인산화시키는 kinase로 그 기능에 이상이 생기면, 성장장애, 소두증, 정신지체 등의 특징과 특히 두상이 새의 머리와 비슷한 (bird-headed) 모습을 띠는 유전병인 Seckel syndrome의 원인이 됩니다. 그래서 ATR의 기능 조절이 중요한데, TopBP1 (DNA topoisomerase II-binding protein 1) 이 ATR을 직접적으로 활성화시키는 역할을 합니다. 세포배양연구를 통해서 발표된 많은 논문들에 의하면, ATR이나 TopBP1이 없이는 세포가 전혀 생존을 할 수 없는 것으로 되어 있습니다.
저의 이번 연구는 Atr이나 Topbp1이 신경계에서 기능을 하지 못할 때 어떤 결과를 가져오게 되나를 알아보는 것이었습니다. Seckel syndrome에 소두증 (microcephaly)의 원인을 밝혀내는 것도 연구목적 중의 하나였습니다. 연구를 시작하기 전의 예상은 Atr이 발현이 되지 않는 신경계나 Topbp1의 기능이 정지된 신경계가 똑 같은 결과를 도출할 것이라는 것이었습니다. 그러나 실제 실험 결과는 예상과는 달리 아주 복잡하면서도 서로 다른 형질들이 신경계에서 관찰이 되었습니다. Atr이 기능을 신경계에서 정지시켰을 경우의 결과는 얼마 전에 EMBO J 에 발표가 되었습니다.
(한빛사 /myboard/read.php?id=32187&Page=1&Board=hbs_treatise&FindIt=&FindText=&skin=hbs_treatise&idauthorid=2119)
이번 논문은 Tobp1의 경우를 보고한 것인데, TopBP1이 DNA 복제 기작 자체에 중요하기보다는 복제가 이루어지는 동안 DNA에 손상이 가는지를 점검하는 역할을 한다는 것을 밝혀냈습니다. 그리고 ATR이나 TopBP1이 없어도 조건만 만족되면 신경 세포가 생존할 수 있다는 것을 생체실험 (in vivo)을 통해서 보여주었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
제가 현재 연구를 수행하고 있는 미국 테네시 (Tennessee) 주, 멤피스 (Memphis) 시에 소재하고 있는 St. Jude Children's Research Hospital (www.stjude.org 이하 St. Jude) 은 이전에 저를 포함해서 다른 분들의 한빛사 인터뷰를 통해서 여러 번 소개가 되었는데요, 올해는 St. Jude가 시작 한지 50 주년이 되는 특별한 해입니다. 하루가 다르게 발전해가는 병원/연구소를 직접 보고 있습니다. 최근에 만들어진 Department of Chemical Biology and Therapeutics는 웬만한 제약회사를 능가하는 설비와 인력을 가지고 연구소 내에서 신약을 직접 개발해서 환자에 바로 적용이 될 수 있도록 연구가 진행되고 있습니다. 그리고, 조금은 무모하게 보일지 모르지만, Washington University in St. Louis, School of Medicine과 협력을 통해서 600명 이상의 소아암 전체 게놈 (genomes) 염기서열을 알아내고, 환자의 정상 조직의 게놈과 비교 분석을 하는 연구 (http://www.pediatriccancergenomeproject.org/site/) 를 2010년부터 시작해서 벌써 많은 결과를 발표하고 있습니다. 이런 첨단 연구와 환자 치료가 기부금을 기초로 해서 이루어 진다는 것은 귀감이 많이 됩니다.
이렇게 앞서가는 연구에 많은 한인 박사님들이 큰 몫을 담당하게 계십니다. 2012년 4월 현재 St. Jude에 계시는 분들을 간단해 소개를 드리자면, Department of Genetics에 저를 포함해서, Department of Developmental Neurobiology에 한영구 (Young-Goo Han, Faculty), 윤용하 (Yong Ha Youn, Staff), 김홍주 (Hong Joo Kim, Post Doc), 김남철 (Nam Chul Kim, Post Doc), 천성근 (Sungkun Chun, Post Doc), 전종례 (Jongrye Jeon, Staff), Department of Structural Biology에 이호진 (Ho-Jin Lee, Staff), 윤미경 (Mi Kyung Yun, Staff), 나찬현 (Chan Hyun Na, Post Doc), 윤미경 (Mikyung Yoon, Post Doc), 박천길 (Cheon-Gil Park, Staff), Department of Chemical Biology and Therapeutics에 민재기 (Jaeki Min, Staff), Department of Hematology에 김윤상 (Yoon-Sang Kim, Post Doc), Department of Infectious Diseases에 윤선우 (Sun-Woo Yoon, Post Doc), Department of Tumor Cell Biology에 정경태 (Kyung Tae Chung, Visiting scholar), Department of Pathology에 주종혁 (Joung Hyuck Joo, Staff) 그리고, Department of Radiation Oncology에 어진수 (Jinsoo Uh, Staff)와 같습니다. 몇몇분들은 이미 한빛사에 소개가 되었구요, 다른 여러분들도 조만간에 한빛사를 통해서 만날 수 있으리라고 생각합니다.
그리고 가까이에 있는 University of Tennessee, Health Science Center에도 많은 한인 과학자들이 계시는데, 정기적인 모임을 통해서 학술적 교류와 우의를 다지고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저의 연구과제들은 실험동물을 이용해서 신경계 전반의 발생과 노화과정을 지켜보는 관계로 많은 시간과 노력이 요구되는데, 이번 Topbp1 연구도 4년이 넘는 시간이 소요되었습니다. ATR과 TopBP1이 중요한 단백질이기 때문에 당연히 다른 많은 연구자들도 이 두 단백질의 기능을 밝히기 위해서 노력을 기울이고 있는데, 특히 독일에 있는 Leibniz institute for Age Research-Fritz Lipmann Institute (FLI) 의 Dr. Zhao-Qi Wang의 연구실이 저와 비슷한 관심사를 가지고 연구를 수행하고 있다는 것을 알게 되었습니다. 더구나 Atr의 경우에는 Dr. Eric Brown의 연구실 (Abramson Family Cancer Research Institute) 에서 만들어진 같은 실험동물을 기초로 실험을 하고 있었습니다. 서로간에 잘 알고 있는 터라, 실험진행 상황과 결과를 주고 받으면서도 누가 먼저 실험결과를 발표하나 하는 선의의 경쟁을 하게 되었습니다. 그 와중에 서울대의 황덕수선생님 연구실에서 Topbp1의 발현을 억제시킨 실험동물 연구를 발표하셨습니다. 같은 단백질을 연구하지만 관심영역이 달라서 다행이었습니다. 그때 저의 Topbp1연구는 아직 한창 진행되는 과정 중 이었는데, 도리어 황덕수선생님 논문이 제가 무엇을 더 집중적으로 관찰해야 하는지 결정하는데 많은 도움이 되었습니다. 이렇듯, 연구에서의 눈에 보이지 않는 경쟁은 국경이 따로 없습니다. 그래서 하루하루 연구의 고삐를 늦출 수 없다는 것을 다시 한번 느끼게 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
생명과학을 공부하시는 분들에게 박사과정 중에 얻는 지식과 연구수행 능력을 기초로 한 발전적인 박사 후 연수과정 (Post Doc) 의 중요성을 모르는 분들은 없으리라고 봅니다. 제가 생각하는 박사 후 연수과정은 앞으로 본인이 어떤 방향의 연구를 계속 수행 할 것인지, 그리고 어떻게 해서 그 연구분야를 완성시킬지를 고민하고 배우는 시기라고 봅니다. 그렇게 하기 위해서는 다양한 첨단 분야의 연구를 수행할 수 있는 여건을 갖춘 연구소나 대학에서 많은 실패를 겪고 여러가지 경험을 쌓으면서 본인을 단련시키는 것이 중요합니다. 물론 이런 개발과 발전을 바른 방향으로 이끌어 줄 좋은 지도교수님을 선택하는 것도 크게 고려해야 할 부분입니다. 이런 점에서 제가 있는 St. Jude는 박사 후 연수에 좋은 연구소입니다. 특히 소아암이나 신약개발 연구에 관심이 있고 이런 분야에서 앞서가는 연구를 배우고 싶으신 분들에게는 많은 기회가 있습니다. Link가 되어있는 website를 방문해보시면 현재 모집 중인 박사 후 연수자리를 알 수 있습니다.
(https://jobs.stjude.org/CSS_APO_Postdoc/CSSPage_SearchAndBrowseJobs.asp).
박사 후 연수뿐만 아니라, 임상에 관한 연수과정도 제공하여 St. Jude가 어떻게 어린 환자들을 관리하고 치료하는지도 교육하고 있습니다.
(http://www.stjude.org/education, see 'international training').
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저의 관심은 유전체불안정성(genomic instability)이 신경계에 어떤 영향을 미치는지를 알아보는 것인데, 유전체불안정성이 유발되는 데는 여러가지 원인이 있습니다. 각각이 다른 분자적 기작으로 시작되는데, 이것 하나하나를 신경계에 적용시켜 그 결과를 보는 연구를 계속 해 나갈 것입니다. 그리고 이것은 또한 신경종양이 어떻게 시작되는지를 알아보는 연구와도 연결이 됩니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
항상 저의 큰 버팀목이 되어 주시는 부모님과 가족에게 감사를 전하고, St. Jude 에서 생명과학의 발전을 선도하고 계시는 여러 한인 박사님들의 건승을 빕니다.
DNA 복제 (replication) 는 많은 단백질들이 수반된 아주 복잡한 과정을 거처서 이루어지는데 그 중의 하나가 ATR (Ataxia-Telangiectasia and Rad3-related) 입니다. ATR은 다른 많은 단백질들을 인산화시키는 kinase로 그 기능에 이상이 생기면, 성장장애, 소두증, 정신지체 등의 특징과 특히 두상이 새의 머리와 비슷한 (bird-headed) 모습을 띠는 유전병인 Seckel syndrome의 원인이 됩니다. 그래서 ATR의 기능 조절이 중요한데, TopBP1 (DNA topoisomerase II-binding protein 1) 이 ATR을 직접적으로 활성화시키는 역할을 합니다. 세포배양연구를 통해서 발표된 많은 논문들에 의하면, ATR이나 TopBP1이 없이는 세포가 전혀 생존을 할 수 없는 것으로 되어 있습니다.
저의 이번 연구는 Atr이나 Topbp1이 신경계에서 기능을 하지 못할 때 어떤 결과를 가져오게 되나를 알아보는 것이었습니다. Seckel syndrome에 소두증 (microcephaly)의 원인을 밝혀내는 것도 연구목적 중의 하나였습니다. 연구를 시작하기 전의 예상은 Atr이 발현이 되지 않는 신경계나 Topbp1의 기능이 정지된 신경계가 똑 같은 결과를 도출할 것이라는 것이었습니다. 그러나 실제 실험 결과는 예상과는 달리 아주 복잡하면서도 서로 다른 형질들이 신경계에서 관찰이 되었습니다. Atr이 기능을 신경계에서 정지시켰을 경우의 결과는 얼마 전에 EMBO J 에 발표가 되었습니다.
(한빛사 /myboard/read.php?id=32187&Page=1&Board=hbs_treatise&FindIt=&FindText=&skin=hbs_treatise&idauthorid=2119)
이번 논문은 Tobp1의 경우를 보고한 것인데, TopBP1이 DNA 복제 기작 자체에 중요하기보다는 복제가 이루어지는 동안 DNA에 손상이 가는지를 점검하는 역할을 한다는 것을 밝혀냈습니다. 그리고 ATR이나 TopBP1이 없어도 조건만 만족되면 신경 세포가 생존할 수 있다는 것을 생체실험 (in vivo)을 통해서 보여주었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
제가 현재 연구를 수행하고 있는 미국 테네시 (Tennessee) 주, 멤피스 (Memphis) 시에 소재하고 있는 St. Jude Children's Research Hospital (www.stjude.org 이하 St. Jude) 은 이전에 저를 포함해서 다른 분들의 한빛사 인터뷰를 통해서 여러 번 소개가 되었는데요, 올해는 St. Jude가 시작 한지 50 주년이 되는 특별한 해입니다. 하루가 다르게 발전해가는 병원/연구소를 직접 보고 있습니다. 최근에 만들어진 Department of Chemical Biology and Therapeutics는 웬만한 제약회사를 능가하는 설비와 인력을 가지고 연구소 내에서 신약을 직접 개발해서 환자에 바로 적용이 될 수 있도록 연구가 진행되고 있습니다. 그리고, 조금은 무모하게 보일지 모르지만, Washington University in St. Louis, School of Medicine과 협력을 통해서 600명 이상의 소아암 전체 게놈 (genomes) 염기서열을 알아내고, 환자의 정상 조직의 게놈과 비교 분석을 하는 연구 (http://www.pediatriccancergenomeproject.org/site/) 를 2010년부터 시작해서 벌써 많은 결과를 발표하고 있습니다. 이런 첨단 연구와 환자 치료가 기부금을 기초로 해서 이루어 진다는 것은 귀감이 많이 됩니다.
이렇게 앞서가는 연구에 많은 한인 박사님들이 큰 몫을 담당하게 계십니다. 2012년 4월 현재 St. Jude에 계시는 분들을 간단해 소개를 드리자면, Department of Genetics에 저를 포함해서, Department of Developmental Neurobiology에 한영구 (Young-Goo Han, Faculty), 윤용하 (Yong Ha Youn, Staff), 김홍주 (Hong Joo Kim, Post Doc), 김남철 (Nam Chul Kim, Post Doc), 천성근 (Sungkun Chun, Post Doc), 전종례 (Jongrye Jeon, Staff), Department of Structural Biology에 이호진 (Ho-Jin Lee, Staff), 윤미경 (Mi Kyung Yun, Staff), 나찬현 (Chan Hyun Na, Post Doc), 윤미경 (Mikyung Yoon, Post Doc), 박천길 (Cheon-Gil Park, Staff), Department of Chemical Biology and Therapeutics에 민재기 (Jaeki Min, Staff), Department of Hematology에 김윤상 (Yoon-Sang Kim, Post Doc), Department of Infectious Diseases에 윤선우 (Sun-Woo Yoon, Post Doc), Department of Tumor Cell Biology에 정경태 (Kyung Tae Chung, Visiting scholar), Department of Pathology에 주종혁 (Joung Hyuck Joo, Staff) 그리고, Department of Radiation Oncology에 어진수 (Jinsoo Uh, Staff)와 같습니다. 몇몇분들은 이미 한빛사에 소개가 되었구요, 다른 여러분들도 조만간에 한빛사를 통해서 만날 수 있으리라고 생각합니다.
그리고 가까이에 있는 University of Tennessee, Health Science Center에도 많은 한인 과학자들이 계시는데, 정기적인 모임을 통해서 학술적 교류와 우의를 다지고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저의 연구과제들은 실험동물을 이용해서 신경계 전반의 발생과 노화과정을 지켜보는 관계로 많은 시간과 노력이 요구되는데, 이번 Topbp1 연구도 4년이 넘는 시간이 소요되었습니다. ATR과 TopBP1이 중요한 단백질이기 때문에 당연히 다른 많은 연구자들도 이 두 단백질의 기능을 밝히기 위해서 노력을 기울이고 있는데, 특히 독일에 있는 Leibniz institute for Age Research-Fritz Lipmann Institute (FLI) 의 Dr. Zhao-Qi Wang의 연구실이 저와 비슷한 관심사를 가지고 연구를 수행하고 있다는 것을 알게 되었습니다. 더구나 Atr의 경우에는 Dr. Eric Brown의 연구실 (Abramson Family Cancer Research Institute) 에서 만들어진 같은 실험동물을 기초로 실험을 하고 있었습니다. 서로간에 잘 알고 있는 터라, 실험진행 상황과 결과를 주고 받으면서도 누가 먼저 실험결과를 발표하나 하는 선의의 경쟁을 하게 되었습니다. 그 와중에 서울대의 황덕수선생님 연구실에서 Topbp1의 발현을 억제시킨 실험동물 연구를 발표하셨습니다. 같은 단백질을 연구하지만 관심영역이 달라서 다행이었습니다. 그때 저의 Topbp1연구는 아직 한창 진행되는 과정 중 이었는데, 도리어 황덕수선생님 논문이 제가 무엇을 더 집중적으로 관찰해야 하는지 결정하는데 많은 도움이 되었습니다. 이렇듯, 연구에서의 눈에 보이지 않는 경쟁은 국경이 따로 없습니다. 그래서 하루하루 연구의 고삐를 늦출 수 없다는 것을 다시 한번 느끼게 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
생명과학을 공부하시는 분들에게 박사과정 중에 얻는 지식과 연구수행 능력을 기초로 한 발전적인 박사 후 연수과정 (Post Doc) 의 중요성을 모르는 분들은 없으리라고 봅니다. 제가 생각하는 박사 후 연수과정은 앞으로 본인이 어떤 방향의 연구를 계속 수행 할 것인지, 그리고 어떻게 해서 그 연구분야를 완성시킬지를 고민하고 배우는 시기라고 봅니다. 그렇게 하기 위해서는 다양한 첨단 분야의 연구를 수행할 수 있는 여건을 갖춘 연구소나 대학에서 많은 실패를 겪고 여러가지 경험을 쌓으면서 본인을 단련시키는 것이 중요합니다. 물론 이런 개발과 발전을 바른 방향으로 이끌어 줄 좋은 지도교수님을 선택하는 것도 크게 고려해야 할 부분입니다. 이런 점에서 제가 있는 St. Jude는 박사 후 연수에 좋은 연구소입니다. 특히 소아암이나 신약개발 연구에 관심이 있고 이런 분야에서 앞서가는 연구를 배우고 싶으신 분들에게는 많은 기회가 있습니다. Link가 되어있는 website를 방문해보시면 현재 모집 중인 박사 후 연수자리를 알 수 있습니다.
(https://jobs.stjude.org/CSS_APO_Postdoc/CSSPage_SearchAndBrowseJobs.asp).
박사 후 연수뿐만 아니라, 임상에 관한 연수과정도 제공하여 St. Jude가 어떻게 어린 환자들을 관리하고 치료하는지도 교육하고 있습니다.
(http://www.stjude.org/education, see 'international training').
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저의 관심은 유전체불안정성(genomic instability)이 신경계에 어떤 영향을 미치는지를 알아보는 것인데, 유전체불안정성이 유발되는 데는 여러가지 원인이 있습니다. 각각이 다른 분자적 기작으로 시작되는데, 이것 하나하나를 신경계에 적용시켜 그 결과를 보는 연구를 계속 해 나갈 것입니다. 그리고 이것은 또한 신경종양이 어떻게 시작되는지를 알아보는 연구와도 연결이 됩니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
항상 저의 큰 버팀목이 되어 주시는 부모님과 가족에게 감사를 전하고, St. Jude 에서 생명과학의 발전을 선도하고 계시는 여러 한인 박사님들의 건승을 빕니다.
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