1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

N-말단에 노출된 아미노산에 따라 단백질의 반감기가 결정된다는 N-말단 분해신호 경로는 1986년 처음 발견되었습니다. 이후에 N-말단 분해신호 경로에 대한 연구가 활발히 이루어졌으며, N-말단 분해신호 경로 중 하나의 분류인 Arg/N-degron 경로 또한 권용태 교수님의 주도하에 많은 연구가 진행되었습니다. Arg/N-degron 경로에 따라서, N-말단에 노출된 시스테인은 산화되고 아르기닌화 되어 단백질의 반감기와 다른 단백질과의 결합력을 변화시킵니다. N-말단 시스테인이 산화되는 특성 때문에 N-말단에 노출된 시스테인을 갖는 단백질은 산소와 산화스트레스를 감지하는 센서로 작용을 합니다. 사실 N-말단의 시스테인이 산소와 산화스트레스를 감지하여 단백질을 조절하는 기전과 중요성이 밝혀진 시기는 오래되지 않았습니다. 산소 감지하는 것에 대한 논문은 2005년에 산화스트레스를 감지하는 것에 대한 논문은 2021년에 출간되었습니다. 이번에 출간한 논문은 N-말단의 시스테인을 갖는 단백질이 산소와 산화스트레스를 감지하여 세포소기관의 quality control에 핵심적인 역할을 할 것이라는 생각에서 연구가 시작되었고, 실제로 저희는 N-말단에 시스테인을 갖는 단백질인 ACAD10이 산소와 산화스트레스를 감지하여 펙소파지 (pexophagy)를 매개하는 기전을 규명하였습니다.

사람의 경우 대략 350개의 N-말단에 시스테인이 노출되는 단백질을 갖고 있으며, 이중 몇 개의 단백질을 제외하면 각 단백질의 N-말단의 시스테인이 어떤 역할을 하는지에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다. 때문에 해당 분야에 대한 연구는 앞으로도 활발히 진행될 것이라고 생각합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

이번 연구는 제가 속해 있는 서울대학교 의과대학 의과학과의 단백질 대사 실험실 이루어졌습니다. 저희 실험실은 Arg/N-degron 경로를 기반하여 p62를 매개로 하는 오토파지 분해에 대한 기전 연구를 진행했었고, 이 연구를 기반으로 하여서 pathogenic한 단백질을 타겟하여 오토파지로 분해하는 AUTOTAC (AUTOphagy TArgeting chimera) 기술개발을 통해 Parkinson’s disease, ALS, Amylodiopathy, 그리고 cancer 등을 치료하는 연구를 진행하고 있습니다. 뿐만 아니라, 이번 연구와 같이 Arg/N-degron 경로를 바탕으로 하는 기전연구를 진행하여 치료가 어려운 질병에 대한 새로운 치료 방법을 제시하는 연구들도 진행하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

이번 논문은 제가 처음으로 연구에 참여하여 출간된, 저에게 매우 의미 있는 논문입니다. 처음으로 논문의 submission, revision을 진행하면서 제 생각보다 좋은 논문 하나를 발표하는 것이 굉장히 어려운 일이라는 것을 알게 되었습니다. 그래서 앞서 좋은 논문들을 출간하신 많은 선배님들, 과학자들에 대해서 좀 더 존경하는 마음을 갖게 되었습니다. 논문의 submission, revision을 도맡아 하면서, 8개월이라는 시간동안 수 없이 내가 해낼 수 있을까 라는 생각이 들었지만 주변 실험실 동료와 이화여대의 박주원 교수님께 많은 도움을 받아 잘 마무리할 수 있었습니다. 매우 뿌듯하고 연구를 진행할 때 주변 사람들의 도움이 필요하다는 것을 느꼈습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

무엇이든지 처음 하는 것은 잘 안되길 마련입니다. 처음에 잘 되지 않는다고 좌절하지 말고 최선을 다해서 일년 이년 버틴다면, 자신도 모르는 사이에 많이 발전하고 기회가 왔을 때 그 기회를 잡을 수 있을 것입니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재, 이번에 발표한 연구와 비슷하게 Arg/N-degron 경로에서 N-말단 시스테인의 아르기닌화를 통한 세포내 단백질의 quality control에 관한 연구를 진행하고 있습니다. N-말단에 시스테인을 갖는 단백질 하나를 선정하여 해당 단백질과 다른 세포소기관의 관계를 보고 있으며, 앞으로 좋은 연구 결과가 있을 것이라고 기대하고 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이 연구는 실험실의 제가 존경하는 권용태 교수님과, 심상미 박사님의 아이디어와 해당 분야의 통찰력에서부터 시작되었습니다. 좋은 아이디어와 함께 심상미 박사님, 그리고 같이 연구의 진행을 도맡아 하신 최하림 누나의 노고 덕분에 이렇게 좋은 논문을 출간될 수 있었습니다. 두 분께 진심으로 감사드립니다. 논문의 마무리와 함께 다른 곳으로 자리를 옮기셨지만, 어떤 곳에서 든 좋은 일만 가득하실 겁니다. 파이팅!!. 그리고 논문 리비젼 과정에서 도움을 주신 다른 공저자 분들, 그리고 결정적인 도움을 주신 이화여대 박주원 교수님께 진심으로 감사드립니다.