한빛사 인터뷰
- 등록2021-11-22
- 조회3,715
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
in situ Hi-C 방법론이 발전하면서 크로마틴의 3차원 구조가 어떻게 조절되고 유전체가 조직화되는지에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이 주제와 관련하여 진행 된 본 연구는 크로마틴 구조의 기본 단위인 뉴클레오솜의 구조를 조절하는 ATP 의존성 크로마틴 리모델러가 크로마틴의 3차원 구조에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 진행된 연구입니다.
본 연구에서는 효모에 AID 시스템을 적용하여 ATP 의존성 크로마틴 리모델러를 일시적으로 결여시키고, in situ Hi-C를 진행함으로써 크로마틴 리모델러들이 3D 유전체 조직화에 미치는 영향을 확인하였습니다. 선택된 8가지 크로마틴 리모델러들은 각자 다른 경향성으로 유전체의 3차원 구조를 조절하는 것으로 나타났으며, 그 중 Chd1p과 Swr1p 그리고 RSC 복합체의 촉매소단위인 Sth1p 단백질은 세포 주기 그리고 염색체의 서열 및 맥락에 따라 다양한 기능을 수행했습니다. 나아가 Chd1p와 Isw1p는 기능적 유사성을 공유함에도 불구하고 3차원 유전체 조절에 있어 서로 다른 작용을 수행한다는 것을 밝혔습니다. RSC 복합체와 코헤신 복합체 역시 염색체 팔 부위에서는 3차원 유전체를 조직화를 서로 다르게 조절하였으나, 동원체의 클러스터화에 있어서는 코헤신의 기능을 돕는 것으로 나타났습니다. 따라서 본 연구는 ATP 의존성 크로마틴 리모델러의 활성 자체가 각각의 세포 주기에서 염색체의 내용에 따라 3차원 구조를 조절함을 밝혔습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
우리 연구실은 효모와 생쥐모델에서 존재하는 다양한 ATP 의존성 크로마틴 리모델러들의 작용 기전을 연구하기 위해 다양한 NGS 기법과 생화학, 유전학적인 접근 방법을 활용하여 연구를 진행하고 있습니다. 특히 ATP 의존성 크로마틴 리모델러들의 작용에 의해 형성되고 조절되는 뉴클레오솜 구조들이 전사 과정이나 유전체 조직화에 어떤 영향을 미치는지에 대해서 심도 있게 연구하고 있습니다. 특히 효모에서 관찰되는 3차원 구조의 조직화가 어떠한 분자 기전으로 이루어지는지 탐구하고 안정적인 Contact Domain을 형성하는데 필요한 다양한 분자기전을 연구하고 있습니다. 또한 우리 연구실은 +1 뉴클레오솜 부위에서 발생하는 RNA중합효소II의 Pausing 분자 기전과 Termination site 부위에서 일어나는 RNA중합효소II의 Pausing 및 Termination 기전에 관심을 갖고 일련의 RNA Processing 과정에 대한 연구 역시 진행하고 있습니다.
나아가 Single-Cell Epigenomics 방법을 통해 앞서 설명한 분자 기전들에 대한 단일 세포 수준의 분석 역시 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구 활동을 진행하면서 예상치 못한 벽에 부딪히는 분들이 많습니다. 연구를 수행하는 과정에서 반복해서 네거티브 데이터들만 얻다 보면 자연스레 좌절하고 자책하게 되기도 합니다. 하지만 계속 참고 인내하다 보면 연구가 원활하게 진행되고 다시 보람을 느끼는 시기가 돌아오기도 합니다. 저 또한 여러 프로젝트를 사이에서 방황하다가 겨우 3년만에 준비한 프로젝트의 연구 결과로 해당 논문 성과를 얻을 수 있었습니다. 현재 막막함을 느끼시는 다른 연구자분들이 저의 경험을 희망으로 삼아 좋은 결과를 얻을 수 있길 바랍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
NGS는 실험과 데이터 분석이 분리되는 경우에 큰 데이터 왜곡이 발생할 위험성이 있습니다. 따라서 저희 연구실 같은 경우에도 생화학 실험 및 NGS 실험과 생물정보학을 함께 수행하고 있습니다. 따라서 생물학적 지식이 충분하신 분들은 생물정보분석을 익히기 위해 미리 통계학이나 데이터 정규화에 대한 이론 공부를 많이 해두시면 도움이 될 것이라고 생각합니다. 더불어 저는 실험 수행에 대한 기본 지식과 연구 분야에 대한 지식 그리고 생물정보분석을 위한 방법론을 동시에 공부하다 보니 체력적인 한계를 많이 느꼈었습니다. 따라서 실험과 분석을 병행하기위해 체력 역시 많이 쌓아 놓으시면 좋은 성과가 있을 것이라고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
해당 연구는 크로마틴 리모델링 기능이 3차원 유전체 조직화에 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제시하였습니다. 따라서 이에 대한 후속 연구가 진행된다면 ATP 의존성 크로마틴 리모델러들이 세포 주기에 따라 어떤 방식으로 유전체 구조를 조절하는지 그리고 코헤신 복합체와 어떤 관계성을 지니고 있는지 더 높은 해상도에서 관찰하는 방향성으로 진행될 것으로 예상합니다. 세포 주기마다 ATP 의존성 크로마틴 리모델러가 3차원 구조에 미치는 영향이 바뀐다는 것은 각 주기마다 다른 단백질체들과 상호협력할 가능성을 의미합니다. 따라서 이러한 메커니즘 대한 세부 연구(detail study) 역시 필요하다고 생각하고 있습니다. 나아가 3차원 유전체 조직이 어떻게 전사 조절에 영향을 미치는지에 대한 내용 역시 재미있는 후속 연구가 될 수 있다고 생각합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
학위 과정을 무사히 끝낼 수 있도록 도움을 주신 많은 분들께 감사드립니다.
#ATP 의존성 크로마틴 리모델러
#3차원 유전체 조직화
#크로마틴 구조 조절
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