한빛사 인터뷰
- 등록2021-10-14
- 조회2,219
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
DNA damage response는 생물체가 내/외부의 다양한 원인 요인으로부터 스스로를 지키기 위해 진화적으로 보전하고 발전시켜온 세포 내 가장 기본적이고 중요한 기전입니다. 하지만 특정 유전자의 이상이나 원인 요인들로 인해 DNA damage response가 제대로 작동되지 않거나, 복구되지 못한 손상부위가 축적될 경우 면역계 이상, 암 및 신경퇴행성 질환, 노화 등을 야기하는 심각한 Risk factor로 작용하게 됩니다. 최근 이러한 DNA 손상 복구단백질을 타겟으로 하는 표적 항암제들이 많이 개발되고 있고, 그 중 주요 복구단백질인 PARP1의 저해제가 암세포만을 특이적으로 사멸에 이르게 할 수 있다는 연구 결과들을 보고하였습니다. 이와 같은 연구성과에 따라 현재, PARP1 저해제는 FDA 승인을 받아 임상에서 암세포 사멸을 위한 신약으로 사용되고 있습니다. 하지만, PARP1 저해제에 의한 암세포의 사멸 연구는 활발히 진행되는 반면, 정작 PARP1 단백질에 의해 조절되는 DNA 손상 복구 기전은 아직 밝혀야 할 것이 많이 남아있습니다. 이 같은 맥락에서, 저희는 Nucleic Acids Research (Title: USP39 promotes non-homologous end-joining repair by poly(ADP-ribose)-induced liquid demixing) 논문을 통해 inactive한 탈유비퀴틸화 효소(deubiquitylating enzyme, DUB)인 USP39이 PARP1 활성에 의존적으로 손상 부위로 이동하고 비상동말단결합(non-homologous end-joining, NHEJ)을 촉진한다는 사실을 발견하였습니다. 또한 USP39은 Zinc-finger domain을 통해 NHEJ 복구 기전의 주요 인자인 XRCC4, LIG4와 직접 결합하여 이들 단백질을 DNA 손상 부위로 이동시킨다는 것을 확인함으로써 PARP1 단백질의 활성에 의해 조절되는 새로운 DNA 복구 기전을 규명하였습니다.
저는 유전체 불안정성의 원인을 규명하고 손상된 DNA를 복구하고자 하는 세포의 가장 원초적인 기전을 이해하는 이 기초분야가 실제 임상에서 질병을 효과적으로 치료하기 위한 타겟 규명으로 발전할 수 있다는 점에서 시사하는 바가 크다고 생각합니다. 따라서 본 연구분야는 기초생물학이지만, 환자의 질병 치료를 위한 중요한 주춧돌로서 활발히 연구되어야 할 분야라고 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 아주대학교 의과대학에서 강호철 교수님의 지도하에 수행되었습니다. 강호철 교수님께서는 미국 Johns Hopkins University School of Medicine의 Ted M. Dawson lab에서 박사 후 연수과정을 거치셨고, 이 곳에서 퇴행성 뇌질환 및 PARP1 의존적인 신경세포의 사멸 기전에 대한 연구를 진행하셨습니다. 그 후 아주대학교에 임용되신 후에는 신경세포 뿐만 아니라 암세포까지 확장하여 세포의 신호 전달 기전 및 유전체 불안정성을 주제로 연구를 수행하고 계십니다. 아주대학교 의과대학 대학원에서는 신경과학, 종양생물학, 분자의학, 의생명정보 및 융합의학의 전공으로 전문적인 인재를 양성하기 위해 여러 교수님들께서 열정적으로 노력하고 계시며, 다양한 세미나 활동을 통해 서로 교류하면서 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 저는 아주대학교에서 강호철 교수님께서 임용되신 첫 해인 2012년도부터 석박사 통합과정으로 공부하면서 다양한 생명 현상들을 심도 깊게 배울 수 있었으며, 특히 세포의 유전체 불안정성이 어떻게 유발되고 이를 위해 세포에서 어떤 기작이 일어나는지 등을 연구하면서 정상세포와 암세포를 구별할 수 있는 특징이 무엇인지를 배울 수 있었습니다. 이러한 유전체 불안정성에 대해 관심이 있으신 연구자 및 학생분들은 아주대학교에서 연구를 시작해보시는 것도 좋을 것 같습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구를 한다는 것은 항상 성실하게 그 자리를 지킬 수 있어야 가능한 일이라고 생각합니다. 실험을 하다 보면 결과가 잘 나오기도 하고, 그렇지 않기도 하지만 하나의 결과에 일희일비하기 보다는 큰 그림을 보고 꾸준히, 묵묵히 그 자리에서 끊임없이 탐구해야 생물학적 현상을 찾아낼 수 있습니다. 하지만 이러한 고생과 동시에 새로운 생명 현상을 밝히고 이것이 현대 과학 및 기초 의학에 기여할 수 있다는 사실은 무척이나 매력적이고 설레는 일입니다. 이러한 점이 제가 연구를 계속할 수 있는 이유이고 원동력인 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
생명현상을 연구하는 것은 매우 흥미롭고 보람찬 일입니다. 하지만 이러한 생물학적 사실을 밝히기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하고, 때로는 예측대로 결과가 나오지 않거나 난관에 부딪혀 좌절하는 순간들이 있습니다. 돌이켜 생각해보면, 저는 이러한 순간들을 나와 함께 연구하고 있는 친구, 선후배, 동료들을 통해 얻은 격려와 용기로 헤쳐나갈 수 있었던 것 같습니다. 나의 “지금”을 함께 보내고 있는 주변 동료들에 감사하고 존중하며, 서로 응원하며 연구한다면 힘든 과정 속에서도 많은 기쁨과 추억이 있을 것이라고 생각합니다.
5. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
많은 분들의 도움으로 논문이 잘 마무리 될 수 있었습니다. 특히 공동 1저자인 김재진 박사님과 박사과정 황이슬 선생님, 김소연 박사님께 감사의 인사를 드리고 싶습니다. 아침부터 밤 늦게까지 연구하면서도 선후배 사이로 만난 이들 덕분에 즐겁게 학위과정을 보낼 수 있었고 지치지 않고 연구할 수 있었던 것 같습니다. 더불어, 지도 교수님이시자 교신저자이신 강호철 교수님께 감사의 말을 전하고 싶습니다. 연구에 대한 교수님의 열정과 겸손한 마음을 본받아 항상 노력하는 연구자가 되도록 하겠습니다. 또한 본 연구를 도와주신 아주대학교 조혜성교수님, UNIST 김홍태 교수님, 건국대학교 김찬길 교수님, Johns Hopkins University School of Medicine의 Dr. Ted M Dawson, Dr. Valina L Dawson과 그 밖에도 논문을 위해 많은 도움을 주신 Lab member, 아주대학교 생리학교실 식구들, imaging core의 채선영 박사님께도 감사드립니다. 모두의 도움으로 이룬 성과이며 항상 겸손하고 배려하는 마음으로 연구를 이어갈 수 있도록 노력하겠습니다.
#Genomic instability
# DNA damage response
# PARP1
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