한빛사 인터뷰
- 등록2024-03-25
- 조회1,148
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
ISG15 (Interferon-stimulated gene 15)은 SUMO, NEDD8과 같은 유비퀴틴-유사 단백질(Ubiquitin-like proteins)의 하나로서 단백질 수식화(Posttranslational modification, PTM) 과정을 통해 표적 단백질에 Conjugation (ISGylation)됩니다. ISG15이라는 이름에서 유추해 볼 수 있는 것처럼, ISG15은 인터페론, 바이러스 및 박테리아 감염, 다양한 스트레스에 의해 강하게 유도가 됩니다. 이는 ISG15의 발현과 기능이 매우 정교하게 조절되고 있음을 의미하고 단백질 항상성/세포소기관 항상성/세포 항상성/인체 항상성 유지에 있어서 ISG15이 중요한 기능을 수행하고 있음을 짐작케 합니다. 1970년대 중반에 유비퀴틴이 발견된 이후 대략 10년이 지난 1980년대 중반, ISG15은 유비퀴틴-유사 단백질 중 제일 처음 발견이 되었습니다. 그러나 ISG15 연구는 2000년에 접어 들어서야 활발하게 이루어지기 시작한 신비로운 연구 분야입니다.
본 연구에서 저희 연구팀은 ISGylation되는 새로운 표적 단백질로서 탈아세틸화효소(Protein deacetylase)인 SIRT1을 새로이 발굴하였습니다. 놀랍게도 SIRT1 ISGylation은 SIRT1의 Inhibitor 단백질인 DBC1과의 결합을 저해함으로써 SIRT1이 구조적으로 Active state로 전환되어 SIRT1의 탈아세틸화효소 활성을 크게 증가시켰습니다. 또한, 폐암 환자 분석을 통해 SIRT1 ISGylation이 높게 나타나는 폐암 환자는 좋지 않은 예후를 보임을 밝히게 되었습니다. 더 나아가, SIRT1 ISGylation은 폐암의 암화를 촉진할 뿐 아니라, 유전자 독성 항암제 처리 시 유도되는 SIRT1 ISGylation이 항암치료 효과를 감소시키고 항암제 내성을 일으킴을 in vivo/in vitro 모델에서 밝힘으로써, 저희 연구팀은 유비퀴틴-유사단백질인 ISG15에 의한 PTM을 타깃으로 암의 발생, 발달, 전이 및 재발을 제어하는 새로운 치료 전략을 제시할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
PTM은 “Writers, Erasers, Readers”로 구성되는 PTM machinery에 의해 단백질 내의 아미노산 잔기에 비단백질 혹은 단백질 그룹을 한 개 혹은 사슬의 형태로 덧붙이는 가역적이고 역동적인 과정입니다(그림 1).
그림 1. Posttranslational modification. "Created with BioRender.com"
재미있는 것은, 하나의 PTM이 아닌, 단일 단백질 내(Intra-protein) 혹은 두 개 이상의 단백질 사이에서(Inter-protein) 이루어지는 PTM 크로스톡이 단백질의 위치, 기능, 분해 등을 총괄하는 신호전달 Hub로 작용한다는 것이며, 최근 들어 크게 주목받기 시작한 매우 흥미로운 연구 분야입니다. 저희 “단백질대사 신호전달 네트워크 연구실”은 세포 내부와 외부의 자극을 인지하는 signal-sensing, 이 signal-sensing 결과를 PTM으로 변환하고 통합하는 과정을 탐구하며, 그 결과 인체 항상성 유지와 질환 발병의 갈림길에서 어떠한 선택을 하는지를 탐구함으로써 PTM 프로테옴의 메시지를 디코딩하여 암을 비롯한 질환의 치료를 위한 Translational application을 이루고자 합니다(그림 2).
그림 2. 단백질대사 신호전달 네트워크 연구실. "Created with BioRender.com"
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
제가 대학원을 입학한 후 만 3년이 지나 올해로 석박통합과정 4년 차에 접어들었습니다. 짧다면 짧은 지난 시간 동안, 새로운 아이디어를 생각하고 실험을 진행하는 과정에서 늘 새로운 어려움에 부딪혔습니다. 그럴 때마다, 지치고 포기하고 싶다는 생각도 들었습니다. 하지만 이런 어려움들이 새로운 도전을 더 재미있게 만들어준다는 것을 알게 되었습니다. 새로운 지식을 습득하고 문제를 해결해 나아가는 과정에서 오는 성취감은 저에게 커다란 만족감을 주었고, 이를 통해 저의 부족한 끈기와 인내심을 키울 수 있었습니다. 스스로의 한계를 극복하는 것만큼 큰 성취는 없었습니다.
이번 논문의 Revision 기간은 어떤 도전이든 노력과 열정만 있다면 극복할 수 있다는 것을 깨닫게 해준 소중한 기회였습니다. 이런 경험을 통해 저는 연구 뿐만이 아니라 어떤 도전이든지 겁먹지 않고, 끝까지 해 나갈 자신감이 생겼습니다. 이것이 바로 연구 활동이 저에게 준 가장 큰 선물이자 자부심입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
과학 연구는 새로운 길을 개척하고, 무엇보다 연구자들이 끈기와 열정을 쏟아부어 세상을 더 나은 곳으로 바꿀 수도 있는 그런 멋진 일이라고 생각합니다. 어려움에 부딪쳐도 포기하지 말고, 문제를 해결하는 방법을 찾아보길 바랍니다. 무엇보다 실패를 두려워하지 말아야 하는 것 같습니다. 실패는 성장의 기회이고, 이를 극복하는 것이 바로 성공의 핵심이니까요. 또한, 항상 호기심을 가지고 새로운 지식을 탐구해 나가는 것이 중요한 것 같습니다.
5. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
제 인생에 쉽게 오지 않을 소중한 성취 경험을 주신 전영주 교수님께 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 교수님의 지도와 조언 덕분에 저는 성장할 수 있었고 지금도 성장하고 있습니다. 아직은 너무나도 부족하지만 앞으로 더욱 노력하여 “진정한 연구자, 진정한 과학자” 가 되고 싶습니다. 교수님의 도움과 격려가 없었더라면, 인내심과 끈기가 너무나도 부족한 저는 이렇게 멀리 오지 못했을 것 같습니다. 정말 감사드립니다.
저의 선택이라면 언제나 지지해 주신 부모님께도 진심으로 감사드리고, 앞으로 더 나은 모습으로 보답하고자 노력하겠습니다. 저를 항상 믿어 주시고 끊임없는 사랑을 보내주셨던 부모님이 계셨기 때문에 더 많은 동기부여와 저 스스로에 대한 믿음과 자신감도 생겼습니다. 항상 고맙습니다.
저희 연구실은 매일 교수님과 1:1 미팅을 통해 개개인의 학생들이 독립적인 프로젝트를 이끌어갈 수 있도록 지원하고 있습니다. 학생들의 독립성과 창의성을 존중하며, 학생들의 역량을 최대한 발휘할 수 있는 공간입니다. 함께 성장하고 발전할 수 있는 저희 연구실은 언제나 열려 있습니다.
#Posttranslational modification
# Protein quality control
# Therapeutic response
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