한빛사 인터뷰
- 등록2022-10-20
- 조회1,997
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
후성유전체 조절인자 Cfp1은 CXXC 도메인과 PHD를 가지고 있으며, 비메틸화된 CpG DNA 염기서열을 인식하여 Histone H3 lysine4 (H3K4)의 메틸화 촉진을 통해 유전자 발현 조절에 관여합니다. 본 논문에서는, 숫컷 생식세포의 감수분열(meiosis) 과정에서 Cfp1에 의한 전사 및 그 결과로 수정(fertilization) 가능한 성숙한 정자형성 조절 기능을 낙아웃 생쥐모델과 후성유전체 분석 기법을 이용하여 연구를 수행하였습니다. Cfp1이 결손 된 생쥐의 고환(testes)에서 정모세포 (Spermatocyte)의 분화 이상과 그에 따른 성숙한 정자가 형성되지 못함을 관찰하였습니다. 특히, 낙아웃 생쥐의 고환에서 감수분열 Pachytene 단계의 세포 형성에 관여하는 필수유전자 발현이 감소됨을 확인했습니다. ChIP-seq분석을 통해 정모세포에서 Cfp1은 표적 유전자의 전사시작(transcription start site, TSS)과 CpG island에 강하게 결합함을 확인했으며, 낙아웃 세포에서 발현양이 감소한 유전자 대부분은 Cfp1이 promoter 및 TSS에 결합하는 표적 유전자임을 확인했습니다. 또한 Pachytene 단계 정모세포 특이적으로 발현하는 유전자 TSS에서 Cfp1의 결합과 H3K4 메틸화 수준(H3K4me1-3)의 변화를 확인하였습니다. 따라서, 본 연구를 통해서 Cfp1은 생식세포 감수분열 세포, 즉 Pachytene 정모세포에서 H3K4 메틸화와 유전자 발현 조절을 통해 수정 가능한 생식세포 생산에 필수적인 요소임을 증명했습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 제가 소속된 건국대학교 줄기세포재생공학과의 최영석 교수님(분자발생유전공학 실험실)과 홍권호 교수님(후성유전체 전사조절 실험실)의 공동 지도 하에 수행되었습니다. 최영석 교수님 실험실은 생식세포의 분화 기전 및 난임 치료를 위한 방법을 주로 연구하고 있습니다. 이러한 연구를 위해 생식세포에 특이적으로 발현하는 유전자를 발굴하고, 유전자의 생리적 기능을 밝히기 위해 생식세포 특이적인 유전자결핍 생쥐 모델을 제작하여 실험에 이용하고 있으며, 이외에도 생쥐의 정자와 난자를 이용하여 in vitro maturation (IVM) 및 in vitro fertilization (IVF) 기술을 사용하여 생식세포 및 배아단계에서 연구를 진행하고 있습니다. 또한 실험실에서는 유전질환을 가지고 있는 환자의 체세포로부터 만능 줄기세포를 유도하고, 유전자 가위 기술을 활용한 잘못된 유전정보를 정상 유전자로 치환한 줄기세포를 생산하여 유전자 교정을 통한 세포 치료에 대한 방법을 연구하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 생쥐 genetics실험을 주로 진행하는 실험실에서 생물정보학을 독학하여 분석기법을 확립하였습니다. 연구 초기에는 제가 생물정보학 분석에 대한 전문성과 이해도가 부족하여, 분석결과에 대해 스스로의 신뢰가 부족했습니다. 따라서 이를 보완하기 위해 해당 분야 전문가들의 자문과 토론을 통해서 제 분석 결과에 대한 신뢰성이 견고해졌으며, 이를 바탕으로 더욱 노력하여 다양한 후성유전체 데이터를 생산/분석하고 이해 할 수 있게 되었습니다. 이러한 일련의 실패와 반성 그리고 재도전의 과정을 통해서 성숙하는 모습을 보면서 스스로에 대한 자부심을 가지는 계기가 되었다고 생각합니다. 특히, 이 분야의 경우 새로운 앞선 기술들이 굉장히 빠르게 나오기 때문에 매번 새로운 방법론을 찾아 이해하고 활용하여 뒤쳐지지 않도록 노력하고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저 또한 아직 배우고 있는 학생이기에, 큰 도움이 될지는 모르겠지만 제가 간직하며 실천한 신념을 말씀드리고 싶습니다. 능동적인 사람이 되길 바랍니다. 자신이 하고싶은 일이 있다면 과감히 실천하여 많은 것을 배우길 바랍니다. 실패를 하더라도 그것이 큰 교훈으로 되돌아와 앞으로의 인생에 큰 도움이 되실 거라 믿습니다. 궁금한 점과 멘토가 필요하다면, 그 분야의 전문가에게 정중한 메일을 보내보실 것을 추천합니다. 또한 순수한 마음으로 열정을 가지고 자신이 하고싶은 공부 및 이루고 자 하는 바를 성실히 임하시길 바랍니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
전문연구요원 재직 중, 한국인 장내미생물 및 다양한 질환에서의 마이크로바이옴 분야 연구를 진행했습니다. 최근 장내미생물과 장내 상피세포에서의 후성유전학적 조절 매커니즘이 서로 상호보완적으로 이루어진다는 연구결과가 보고되어지고 있습니다. 따라서 제가 공부한 후성유전학과 관련된 분석 기법을 이용하여 마이크로바이옴 차이에 의해 생겨나는 다양한 생물학적 현상을 연구해 보고싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
제가 박사과정을 외국이 아닌 국내로 진학함에 확고한 의지를 갖게 된 것은 많은 선배 과학자분들의 노고와 희생이 있기에 가능했다고 생각합니다. 그만큼 한국에서의 연구환경을 세계적 수준으로 끌어올려 주신 점, 이 자리를 빌려 진심으로 감사의 마음 전합니다. 또한 본 연구과정에서 인내해주시고, 아낌없는 성원과 지도를 해주셨으며 새로운 분야의 견해를 넓혀 주신 최영석 교수님과 홍권호 교수님께 감사하다는 말씀을 드리고 싶습니다. 늘 응원해주고 아낌없이 지원해주는 우리 가족, 사랑합니다. 마지막으로 제가 생물학실험실에서 생명정보학 분석을 실천하면서 큰 힘이 된 책의 한 글귀를 소개하고 마치겠습니다.
“하나의 학문 분야만 깊이 있게 파고들지 못한 이유는 우리의 지식이 부응해야 할 인류문명의 양상이 끝없이 변화하기 때문이다.”
#Cfp1(CXXC1)
#Epigenetic
#Next generation sequencing
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