예쁜꼬마선충 > 통합검색

박예진

Baylor College of Medicine

많은 사람들이 알츠하이머병 (Alzheimer’s disease, AD)을 단지 기억을 잃는 ‘뇌’ 질환으로 인식합니다. 하지만 뇌는 혼자 일하지 않습니다. 뇌는 몸 전체와 끊임없이 소통하며 전신의 기능을 조율하는 기관입니다. 그렇다면, 뇌가 병들기 시작하면 그 여파는 어디까지 확산될까요?

Neuron
2025.07.01

강안나

서울대학교

장내 미생물과 뇌 기능 사이의 연관성을 다루는 ‘장-뇌 축(gut-brain axis)’ 연구는 최근 들어 노화나 인지 기능 저하, 신경퇴행성 질환 같은 만성질환을 이해하는 데 중요한 실마리를 제공하는 분야로 주목받고 있습니다. 특히 장내 유익균이 단순히 소화기관에만 영향을 주는 것이 아니라, 숙주의 신경계나 행동에도 영향을 줄 수 있다는 사실이 밝혀지면서 이런 작용의 메커니즘을 유전자 수준에서 설명하려는 시도가 더 활발해지고 있습니다.

J. Hazard. Mater.
2025.06.23

박경환

한림대학교

신경퇴행성 질환은 고령화 사회에서 중요한 보건 문제로 대두되고 있습니다. 특히 근위축성 측삭 경화증(ALS)은 운동 신경세포가 점진적으로 사멸하여 근육 위축과 마비를 초래하는 치명적인 질환으로, 환자들의 평균 생존 기간이 진단 후 3-5년에 불과합니다. 진행을 늦출 수 있는 치료법은 일부 있으나 아직 근본적인 치료법이 없어 환자와 가족들에게 큰 부담이 되고 있습니다.

Transl. Neurodegener.
2025.05.16

양희승

서울대학교

이번 연구는 예쁜꼬마선충(C. elegans)의 히치하이킹 행동에서 나타나는 자연적 변이에 관한 논문입니다. 자연에 존재하는 137개 야생 품종의 히치하이킹 능력 차이를 확인하고, 그 기저에 있는 유전적 기반을 규명하고자 하였습니다. 예쁜꼬마선충은 하나의 대표적인 야생형을 이용하여 실험실 안에서의 유전학적 연구 모델로 주로 활용되지만, 세계 각지에서 채집된 다양한 야생형을 바탕으로 자연에서의 생활사와 자연 변이에 대한 연구도 꾸준히 이루어지고 있습니다.

Proc. Natl. Acad. Sci. USA
2024.11.27

김지완

서울시립대학교

현 지구상의 대부분 생명체는 인간이 만든 것들에 노출되어 살아간다고 해도 과언이 아닙니다. 화학물질은 인간이 삶을 영위하는데 필수적인 요소가 되었으며 그 과도한 사용은 이제 그것들을 만든 우리 인간과 단 한 번도 그것들을 이용해본 적 없는 생태계의 생물들에게까지 위협이 되고 있습니다. 특히 프탈레이트, 난연제, 살생물제 등의 유기 화학물질들은 소비자 제품 내에 광범위하게 포함되어 있으며, 매일 사용, 폐기되고 환경으로 방출되고 있습니다.

Environ. Sci. Technol.
2024.11.08

이현지

서울대학교

텔로미어는 염색체 말단에 위치한 DNA-단백질 복합체로, 다양한 DNA 손상 반응으로부터 염색체 말단을 보호하고 유전 정보를 보호하는 역할을 담당합니다. 텔로미어 길이 유지는 세포의 삶과 죽음을 결정짓는 중요한 축인데, 텔로미어 길이가 일정 수준 이하로 짧아져 텔로미어 기능 장애가 발생하게 되면 염색체 융합 및 재배열과 같은 유전체 변형이 발생해 궁극적으로 세포 사멸을 초래할 수 있습니다.

Nucleic Acids Res.
2024.10.23

이용욱

University of Massachusetts Chan Medical School

현재 밝혀진 많은 물질대사 경로는 수많은 노선이 얽힌 서울의 지하철 노선도처럼 출발점과 도착지를 잇는 여러 선택 가능한 경로가 존재합니다. 저의 연구는 마치 지하철역 하나가 폐쇄되었을 때 이용객들이 어떤 다른 경로를 가장 많이 사용할지 살펴보는 것과 같이, 선천성 대사이상 (inborn errors of metabolism)에 관련된 효소 유전자의 돌연변이로 인해 전체 물질대사가 어떻게 재구성되는가를 살펴보는 것으로 시작되었습니다.

Nat Metab.
2024.09.05

정아영

한림대학교

플라스틱은 자연에서 쉽게 분해되지 않아 작게 조각난 상태 즉, 미세플라스틱의 형태로 환경에 존재하게 됩니다. 이렇게 발생한 미세 및 초미세플라스틱은 생물에게 섭취되어 장을 통해 주변 조직으로 확산될 수 있습니다. 저희는 미세플라스틱이 세포 내로 침투될 경우 발생할 수 있는 질환에 대해 탐구하고자 하였고, 심지어는 알파시뉴클레인이라는 단백질의 응집 현상을 유발하였는데 이것은 파킨슨의 원인 중 하나로 잘 알려져 있습니다.

J. Hazard. Mater.
2024.01.09

임지선

서울대학교

이 연구의 주인공인 선충들은 제가 속한 서울대학교 이준호 교수님 연구실 사람들이 국내 여러 지역에서 채집한 선충입니다. 여러 속(genus)에 속하는 선충들이 채집되었는데, 그 중 이 연구에 사용된 선충들은 좀 까탈스러운 편이었습니다. 실험실에서 높은 가성비로 잘 자라는 예쁜꼬마선충과 달리, 이 선충들은 밥은 많이 먹으면서도 자손은 잘 낳지 않고, 곰팡이를 계속 달고 다녀서 그런지 항상 좀 아파보였고, 결국 몇몇은 키우다가 죽는 경우도 있었습니다. 그런데 다행히도 이 선충들에서 TTAGGC에서 TTAGAC로의 텔로미어 서열 진화를 발견하여서 이 선충들이 밥 값을 할 기회가 생겼습니다.

Genome Res.
2023.11.14

김준

서울대학교, 충남대학교

이 연구는 신림동 꼭대기쪽 자취방 뒤에 있던 감나무에서 시작됐습니다. 저는 존경해마지 않는 이준호 선생님 연구실에서 박사과정을 했는데, 그때 연구실에서 키우던 예쁜꼬마선충 말고 다른 새로운 야생 선충을 다양하게 채집하고 싶었거든요. 이런 야생 선충을 새로운 모델생물을 개발하고 싶단 생각을 했던 겁니다. 예쁜꼬마선충 말고도 새롭고 신기한 선충들이 많을 텐데, 이런 걸 연구하면 더 재밌는 연구를 할 수 있을 거라는 확신이 있었거든요.

Genome Res.
2023.11.06

성상현

서울대학교

저희는 이전에 발표했던 논문에 이어서 생쥐배아줄기세포를 모델로 대안적인 텔로미어 유지기전(alternative lengthening of telomere, ALT)을 분석한 내용을 발표했습니다. ALT는 15% 정도의 인간 암에서 텔로미어 유지를 담당하고 있는 현상입니다. 세포가 텔로미어 길이를 유지하는 능력 없이 계속 분열하게 되면 세포 주기의 정지 상태인 세포 노화에 들어가거나,

Nucleic Acids Res.
2023.08.09

정진혁

한국생명공학연구원

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 소개 새해에 소원을 비는 것 중에 하나는 건강하게 오래 사는 것이라는 것은 누구나 공감하는 일입니다. 그리고 적게 먹으면 건강하게 오래 살 수 있다는 것도 누구나 공감하실겁니다. 그런데 왜 우리 중 대부분은 오래 살기 위해, 적게 먹지 못하는 것일까요? 바로 식이제한을 꾸준히 하는 것은 매우 힘든 일이기 때문입니다. 그 대안으로 제시된 것이 전체적인 식이제한보다 노화에 가장 연관된 영양성분만 줄여보자는 것입니다. 따라서 저희 연구팀은 영양소를 구성하는 것들 중 어떤 영양성분이 가장 노화에 영향을 미치는 지에 대해 연구하였습니다. 그 결과 글루코스만 제한하여도 노화 연구에 널리 활용되는 모델 생물인 예쁜꼬마선충의 수명과 건강수명을 획기적으로 증가시키는 것을 확인하였습니다. 수명을 증가시키는 메커니즘으로는 새롭게 밝혀낸 뇌 신경세포 특이적인 AMPK a 동형단백질이 신경세포에서 조직간의 신호전달을 조절하고, 최종적으로는 개체 수준의 세포막유동성을 증가시킴으로써 수명을 조절한다는 것을 규명하였습니다. 또한 대표적인 노화관련 질병인 알츠하이머에서도 진행을 늦추는 것을 확인하며, 다른 노화 관련 질병에서의 적용 가능성도 확인하였습니다. 전망 노화는 이미 2018년 6월 세계보건기구가 발표하는 국제질병분류에서도 질병으로 분류되었고, 이것이 주는 의미는 노화도 이제는 치료와 예방에 관심을 가지게 되었다는 것입니다. 이를 위해 미국은 이미 노화를 대주재로 한 임상실험이 진행되어가고 있으며, 노화를 대상으로 하는 제약회사들도 생겨나고 있습니다. 구글의 캘리코(calico), 억만장자가 창업한 쥬버네슨스(Juvenescence), 스스로 임상실험의 대상이 되어 화제가 된 CEO인 리즈 패리시(Elizabeth Parrish)가 창업한 바이오비바(BioViva) 등이 있습니다. 또한 제약회사들이 집중하고 있는 암, 대사질병, 신경퇴행성 질병들은 모두 노화와의 연관성이 높고, 나이가 들수록 발병위험이 높으며, 노화를 늦출수록 질병의 발병도 늦춰진다는 것이 밝혀지고 있습니다. 이런 질병들의 대부분이 노화와 더불어서 1개 이상의 질병을 가진 환자들이 많습니다. 미국의 연구결과 (Hathaway, 2018) 에 따르면 미국 성인의 25% 정도가 여러 개의 만성질환을 가지고 있는 것으로 알려

Nat. Commun.
2023.03.24

김주원

아모레퍼시픽기술연구원

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 수명을 늘리고 건강한 상태를 오래 유지해 삶의 질을 높이는 장수 연구는 여러 분야에서 진행 중입니다. 최근 장수 연구는 단순히 최대 수명을 늘리는 방향에서 건강 수명을 늘리는 방향으로의 전환이 일어나고 있습니다. 그와 더불어 노화 예방과 함께 노화 관련 질병 및 신체기능의 쇠퇴를 늦출 수 있는 효과적인 방법을 찾는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 최근 '간헐적 단식' 등으로 주목 받은 식이 제한 (Dietary Restriction, DR)은 에너지 소비 효율을 높여 건강하게 오래 살 수 있는 수단으로 알려졌지만, 이 과정에 어떤 대사 물질이 관여하는지 등 심도 깊은 연구는 부족한 상황이었습니다. 본 연구에서는 식이 제한으로 일어나는 지방산 대사 등의 신진대사 감소라는 예측 가능한 변화가 아닌, 식이 제한을 통해 증가하는 대사 산물에 주목하였습니다. 인간과 65% 정도의 게놈(Genome) 유사성을 공유하는 노화 모델 동물 '예쁜 꼬마 선충 (C. elegans)' 을 이용하여 식에 제한 조건과 칼로리 제한 유사 mutant 의 metabolic profiling 을 통해 C. elegans 에서 증가하는 몇가지 대사체 들을 찾을 수 있었습니다. 흥미롭게도 식이 제한을 통해 증가하는 이들 대사체 중에는 항노화 효능이 알려진 NAD+, 글루타치온 등이 포함되어 있었고 이중 가장 특이적으로 증가하는 대사체로 필수 아미노산 트레오닌 (Threonine) 을 발견할 수 있었습니다. 오랜 기간 노화 연구 분야에서 과학계 뿐 아니라 산업계에서도 주목해 온 것은 장수 매개물질이었습니다. 유명한 만화 “드래곤볼” 에 등장하는 선두 (仙豆) 처럼 먹으면 포만감이 느껴지고 체력을 회복시켜주는 신비의 묘약을 그 옛날 진시황 처럼 많은 사람들이 찾고 있는 것 같습니다. 본 연구에서 식이 제한에 의해 증가하는 것으로 찾아낸 트레오닌이 장수의 결과물 인지 또는 장수를 매개할 수 있는 물질인지를 연구했고 그 결과, 트레오닌을 먹은 실험군은 대조군보다 15~18% 더 오래 생존한다는 사실을 밝혀냈습니다. 또한 실험군은 행동이 더 민첩하고, 항산화 효소를 훨씬 더 많이 갖고 있으며, 중성 지질 축적도 감소한 것으로 나타났습니다. 본 연구에서 노화 모델 동물 C. elegans 에서 찾아낸 대사체가 고등동물에 더 나아가 인간에도 적용 가능한지 뒷받침할 데이터를 찾는 과정

Nat. Commun.
2022.11.14

안승엽

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 인간을 비롯한 많은 개체들은 무수히 많은 신경세포들이 존재하는 가운데, 신경세포 하나하나가 어떤 역할을 하는지 규명해내는 것은 신경과학의 오랜 도전 과제였습니다. 신경과학에서는 다양한 주제를 다루지만, 그간 단일신경세포들의 기능, 신경세포 간의 연결, 가소성 등을 연구하기 위해 모든 신경세포의 존재와 그 위치가 알려진 모델 동물로써 예쁜꼬마선충 ( C. elegans )의 신경과학에서의 위상은 특별했습니다. 특히, 특정 신경세포에서 어떤 유전자가 발현해 개체의 행동을 유발하는지 그 인과관계를 제시하는데 있어 탁월한 강점을 보였습니다. 우리 실험실에서는 예쁜꼬마선충의 닉테이션 (Nictation)이라는 히치하이킹 행동에 대해 10년 넘게 연구 중인데, 선행연구에서 예쁜꼬마선충의 IL2라는 이름의 신경세포가 닉테이션 행동에 중요하다는 사실을 보였습니다. 그러나 이 선행연구에서 IL2 신경세포의 어떤 특징이 닉테이션 행동에 중요한지, 또 그 특징은 어떤 조절에 의해 발현되는지는 알 수 없었습니다. 제 연구는 ‘IL2 신경세포가 닉테이션 행동에 왜 중요한가?’에 대한 질문에 대한 답이 될 수 있는 연구로, 신경세포의 발생 과정에서 IL2가 어떤 정체성을 획득하는지, 그 정체성을 갖기 위한 유전자들의 발현은 어떻게 조절되는지를 조사한 연구라고 할 수 있겠습니다. 조금 더 자세히 적자면, 신경세포에서 섬모 발생에 중요한 전사인자 DAF-19의 동형 (isoform) 중 하나인 DAF-19M이 IL2 특이적인 섬모성 정체성을 갖게 하는 유전자들의 발현을 조절하고 있었고, DAF-19M 자체는 IL2 신경세포의 정체성을 결정하는 가장 상위 전사인자인 터미널 셀렉터 (Terminal selector)의 조절을 받고 있었습니다. 다시 말해, 본 연구에서는 IL2 신경세포에서 닉테이션에 필요한 특징은 섬모성 정체성이었으며, 그 특징을 DAF-19M이 이끄는 조절 모듈의 형태로 IL2 신경세포에 부여되고 있다는 점, 그리고 이러한 현상의 구체적인 조절 양상을 명확히 밝힐 수 있었습니다. 이 연구는 제 지도교수 이신 이준호 교수님이 스웨덴의 카롤린스카 의학연구소 (Karolinska Institute)로 연구년을 가셨을 때 시작된 프로젝트였습니다. 연구 수행 중 여러 에피소드들이 있었지만, 두 가지가 특히 기억에 남습니다. 첫번째로 돌연변이체에서 찾은 IL

Cell Reports
2022.05.10

현문정

안전성평가연구소

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 냉동 보관된 난소를 이용하여 새로운 생명을 탄생시키거나 월동기 등의 악조건을 거친 동물들이 조건이 좋아지면 재빨리 자손을 생산하는 것이 가능한 것은 휴면난모세포 (quiescent oocyte 또는 quiescent primordial follicle)가 존재하기 때문이다 (그림 1). 사람의 경우 여성은 태어나기 전에 이미 휴면난모세포 풀을 형성하고, 휴면난모세포 풀의 변화가 사춘기 및 폐경의 시점을 결정하는 것으로 알려져 있다. 또한, 휴면난모세포의 비정상적인 분화는 불임의 주요한 원인일 것으로 추측하고 있다. 그러나, 태어난 후 약 50년 동안 적절한 숫자의 휴면난모세포를 꺼내서 사용하고 나머지 풀을 휴면상태로 계속 유지하게 만드는 자세한 기작 (mechanism)은 알려져 있지 않다. 인하대학교 생명과학과 김정호 교수 (제1공동저자)와 미국 텍사스 사우스웨스턴 의과대학교의 유영재 교수 (교신저자) 연구팀은 교감신경 전달신호가 휴면난모세포를 유지하는 주요한 인자임을 밝힌 논문을 2021년 11월 26일 Nature Communications지 (IF 14.9; https://rdcu.be/cB5Os )에 발표하였다. 김정호교수와 연구팀은 3가지 모델동물 - 예쁜꼬마선충 ( Caenorabditis elegans ), 초파리 ( Drosophila melanogaster ), 제브라피쉬 ( Danio rerio ) - 을 이용한 연구결과를 바탕으로, 영양분신호가 가속페달로 교감신경전달신호 (옥토파민/노르에피네프린) 가 브레이크로 작용하여 휴면난모세포의 균형적인 활성화를 조절한다는 진화적으로 보존된 이론을 제의하였다 (그림 1). 이 이론은 흔히serendipity란 단어로 표현되는 ‘우연한 발견’에서 시작되어 오랜 연구 끝에 정립되었다. 김정호교수는 ‘예쁜꼬마선충의 굶주림 신호’와 관련된 연구 (Cell metabolism, 2006년 발표)에 이용된 굶주림 신호 체제가 증폭되어 있는 돌연변이체에 굶주림 신호 전달자인 옥토파민을 합성할 수 없는 다른 돌연변이를 추가하여 이중돌연변이체를 제작하였다. 이 실험은 옥토파민이 굶주림 신호의 주요 인자일 것이라는 가설에 근거하여 이루어졌다. 그러나 이 이중 돌연변이체는 옥토파민이 없음에도 여전히 굶주림 신호가 증폭되어 있었을 뿐 아니라, 예상치 못하게도 자손을 생산하지 못하였다. 당시 석사과정 김효진 학생이 옥토파민이 난자성숙과정을 조절하는지를 철저하게

Nat. Commun.
2021.12.02

이대한

Northwestern University, 현 University of Lausanne

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 집단유전체학은 어떤 종의 집단을 구성하는 개체들의 유전체 DNA를 분석하여 집단의 유전적 조성과 진화적 역사를 분석하는 학문입니다. 20세기 동안 학문의 중요한 이론틀이 만들어졌다고 하면, 21세기 들어서는 유전체 시퀀싱 기술의 발달로 실제 사례에 대한 연구가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 그 과정에서 분자생물학 전통의 핵심 모델 종들을 집단유전체학적 관점에서 분석하는 연구들도 증가하고 있으며, 2010년대 들어 효모, 초파리, 애기장대와 같은 모델 종의 자연 변이 빅데이터를 분석한 집단유전체학 연구가 저명 학술지에 연이어 실리기도 했습니다. 이번에 발표된 저희 연구팀의 논문은 그러한 맥락 위에서 핵심 모델생명체 중 하나인 예쁜꼬마선충의 609가지 야생 품종의 전유전체 분석을 통해 종의 기원과 진화에 중요한 발견을 이루었습니다. 우선 예쁜꼬마선충이 태평양 지역에서 진화했을 것이라는 증거들을 제시하였고, 또 예쁜꼬마선충의 계통에서 자가교배(self-fertilization)가 진화한 것이 종의 유전적 다양성에 어떤 영향을 미쳤는지를 높은 해상도로 분석할 수 있었습니다. 그 과정에서 균형선택(balancing)이 예쁜꼬마선충이 다양한 환경에서 적응하고 생존하는데 필요한 유전자의 다양성을 유지하는데 결정적 역할을 해왔다는 사실을 확인하게 되었습니다. 이 과정에서 제가 연구실 동료들과 직접 하와이로 채집여행을 떠나 채집해온 예쁜꼬마선충들이 중요한 자료가 되기도 했습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 이 연구는 제가 미국 노스웨스턴대 분자생물학과 소속 Erik C. Andersen 교수의 연구실에서 첫 번째 포닥 후반부에 진행한 연구입니다. 연구실은 전 세계에서 가장 많은 숫자의 야생 예쁜꼬마선충 품종과 이들의 유전체 데이터를 확보하고 있으며, 더 많은 데이터와 다양성을 확보하기 위해 전 세계로 직접 채집 여행을 다니기도 합니다. 동시에 예쁜꼬마선충의 여러 생명 현상의 자연 변이를 분석하기 위한 실험들도 활발하게 진행되고 있습니다. 말하자면 dry lab과 wet lab이 잘 결합된 연구실이라고 할 수 있습니다. 3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 길어야 백 년 남짓 사는 호모 사피엔스의 한 개체로서 유전체 빅데

Nat. Ecol. Evol.
2021.04.12

김은경

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 생물종의 진화를 이끄는 핵형의 변화는 염색체 간의 접합을 포함하는 다양한 구조적 재배열에 의해 발생합니다. 특히 진핵 생물의 선형 염색체의 말단 구조에 문제가 발생할 시 유전체 불안정성이 야기된다는 것이 잘 알려져 있었습니다. 선형 염색체는 말단을 DNA가 손상되면서 발생하는 분절과 구분하기 위해 특별한 구조를 가지게 되었고 이를 텔로미어라고 합니다. 텔로미어는 염색체 말단의 반복서열과 그에 결합하는 단백질 복합체를 통틀어 칭하며 말단을 DNA 손상 반응으로부터 보호하여 염색체가 안정성을 유지하도록 합니다. 텔로미어의 기능이 손상되는 경우 염색체 말단이 충분하게 보호받지 못해 손상으로 인지되어 DNA 복구 기전이 작동하게 되면서 염색체에 구조적 변화가 발생하게 됩니다. 텔로미어 손상에 의한 염색체 말단 구조 변화의 양상을 파악하는 것은 핵형의 변화를 동반하는 종의 진화 과정을 추정하는 데에 이해를 더할 수 있을 뿐만 아니라 텔로미어 위기를 필연적으로 겪고 탈출하여 분열능력을 획득하는 암세포의 유전체 변화 방향을 이해하는 바탕이 될 수 있습니다. 그러나 우리가 관찰할 수 있는 것은 인간과 유인원과 같이 이미 생물종의 분화가 완료된 이후의 핵형 및 염색체 구조밖에 없으므로 이들을 비교함으로써 공통 조상의 염색체가 어떤 변화를 거쳐 현재 생물종이 가진 각각의 형태를 구성하게 되었는지 추정하는 것은 큰 시간적 공백이 존재합니다. 또한 암세포의 유전체 불안정성이 유전자 발현 변화를 이끌 수 있다는 것이 이미 잘 알려져 있어 염색체의 구조 변화를 기술하고자 하는 노력은 꾸준히 있어왔으나 이전의 연구 결과들은 실험적 기법의 한계로 인해 대부분 microarray 또는 short-read sequencing 기술에 기반하여 텔로미어 손상 이후에 발생한 염색체 말단의 Copy Number Variation (CNV)을 관찰하고 이를 통해 변화한 염색체의 구조를 추측하는 데에 그쳤습니다. 특히 염색체 말단은 반복 서열이 많이 포함되어 있어 short-read로 재구성하는 것은 매우 어렵습니다. 저희 연구실에서는 텔로머레이즈 유전자가 결실되어 텔로미어 위기를 겪었으나 이를 극복하고 대안적 텔로미어 유지기전(Alternative Lengthening of Telomeres, ALT)을 통해 텔로미어가 다시 안정화된 예쁜꼬마선충 ALT 생존

Nucleic Acids Res.
2021.03.19

김준

서울대학교

제가 박사를 받은 이준호 연구실 어딘가에는 먼지가 수북하게 쌓인 외장하드가 여럿 잠들어 있었습니다. 제대로 된 분석도 하기 어려웠던 시절에 쌓아둔 시퀀싱 데이터가 가득 담긴 것들이었죠. 처음 데이터를 생산할 때만 해도 금방 분석이 끝날 줄 알았던 일들이지만 그 끝은 쉽게 찾아오지 않았고, 공동연구 한다던 사람들도 하나 둘 사라졌습니다.

Nucleic Acids Res.
2021.03.16

성상현

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 저희가 발표한 논문의 핵심적인 메시지는 포유류 모델에서 텔로미어가 유전체 내의 다른 서열로 대체될 수 있음을 최초로 발견했다는 것입니다. 또한 대안적인 텔로미어 유지기전 활성화 전후의 세포들의 특징을 genomics, epigenomics, transcriptomics, proteomics 방법론으로 상세히 비교 및 분석했습니다. 이전까지는 포유류 텔로미어가 단순반복서열로만 구성되거나 약간 변형된 구조만을 가진다고 여겨졌는데, 이번 연구를 통해 완전히 다른 서열이 주된 구성원이 될 수 있다는 것을 밝혔습니다. 텔로미어는 대부분의 진핵 생물이 가지는 선형 염색체의 말단 부위를 지칭하는데, 말단 부위 그 자체이면서 동시에 말단을 보호하는 기능을 합니다. 많은 생물의 텔로미어가 단순한 반복 서열과 그에 대한 결합 단백질의 복합체로 구성됩니다. 텔로미어 결합 단백질들이 DNA 손상을 인지하는 신호 체계를 억제함으로써 실제로 끊어진 부위와 동일하게 생긴 텔로미어가 지속적으로 DNA 손상 반응을 활성화하는 상황을 막습니다. 다른 측면에서, DNA 복제기구가 선형 DNA 말단을 완전히 복제할 수 없기 때문에 DNA 복제가 일어나고 세포가 분열할 때마다 일정한 길이의 텔로미어가 손실될 수밖에 없습니다. 텔로미어 길이가 일정 수준 이하가 되면 세포는 더 이상 분열하지 않는 영구적인 세포주기 정지 상태에 들어가고 이를 세포 노화(cellular senescence)라고 부릅니다. 이런 의미에서 텔로미어를 세포 분열의 타이머로 소개하는 경우가 많습니다. 지속적으로 분열해야 하는 생식세포나 줄기세포의 경우에는 텔로미어 길이를 유지할 수 있도록 하는 기전이 반드시 필요합니다. 대부분의 경우 이는 텔로머레이즈라고 하는 역전사 효소가 담당합니다. 세포 노화에 의해 부여된 분열의 한계를 벗어나 제멋대로 분열하고 있는 암세포의 경우에도 대부분 텔로머레이즈 활성화를 통해 텔로미어 길이를 유지하고 있습니다. 암의 중요한 특징 중 하나로 텔로미어 유지 기전의 획득이 반드시 포함되는 이유입니다. 대부분의 암세포는 텔로머레이즈를 통해 텔로미어 길이를 유지하지만, 약 15%의 암세포는 텔로머레이즈의 활성 없이도 텔로미어 길이를 유지한다는 것이 알려졌습니다. 이러한 현상은 텔로머레이즈 유전자가 삭제된 효모 모델에서도 보고된 적이 있

Nat. Commun.
2021.03.12

목정완

KAIST

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 저는 초파리를 이용해서 발생유전학 연구를 하고 있습니다. 그 중에서도 지금껏 기능이 밝혀지지 않은 새로운 유전자에 대해서 연구해보고 싶은 생각이 강했고, 도전해보게 되었습니다. 제가 이번 논문을 통해 기능을 밝히고 이름을 붙여준 Mnat9 이라는 유전자는 초파리 뿐 아니라 사람에서도 잘 보전되어 있는 유전자입니다. 저는 이 유전자가 세포 사멸 및 기관 발달에 중요하다고 알려진 JNK 신호전달을 조절하는 기능과 세포 내 골격인 미세소관의 형성과 유지에 큰 역할을 하고 있음을 밝혔습니다. 또한 유사한 사람의 유전자를 이용한 초파리 실험을 통해 제가 초파리를 통해 밝힌 유전자의 기능이 사람에서도 유사할 것이라는 것 또한 밝힐 수 있었습니다. 초파리를 이용한 연구는 지난 110여년 간 유전학 및 생명과학 발달에 지대한 영향을 미쳐왔습니다. 앞으로도 초파리, 예쁜꼬마선충, 애기장대 등의 모델 생물을 이용한 연구는 매우 중요하리라 생각하고 있습니다. 연구과정 중 참 많은 일들이 있었지만, 가장 기억에 남는 에피소드가 하나 있었습니다. 제가 연구하던 Mnat9 유전자는 제가 이름을 붙이기 전까지는 제대로 된 이름이 없어서 일종의 숫자(CG11539)로 불리던 유전자였습니다. 그래서 늘 ‘11539’라는 숫자를 버릇처럼 되뇌며 연구를 하곤 했습니다. 어느 날 밤새 연구를 하고 방에 돌아와 깜빡 잠이 들었는데, 메일 알림에 깜짝 놀라며 잠에서 깼습니다. 메일 내용을 확인해보니 한 여행사에서 보낸 광고성 이벤트 메일이었는데요, 평소에 이벤트 응모를 즐겨하던 터라 비몽사몽 하던 와중에도 내용을 살펴보았습니다. 무작위로 선정된 네 자리 숫자를 맞추는 이벤트였는데, ‘1***’ 와 같이 1로 시작한다고 되어있었습니다. 저는 무심결에 늘 되뇌던 유전자 이름인 11539의 가운데 ‘153’을 입력하고 다시 잠이 들었습니다. 그리고 놀랍게도 한 달쯤 후, 여행사에서 연락이 와서 숫자를 정확히 맞췄고 1등에 당첨되었다는 사실을 알게 되었습니다. 상품이 무엇인지도 모르고 응모를 했던 터라 그제서야 1등 상품에 대한 설명을 들었는데, 유럽의 어느 나라이든 고르기만 하면 한국에서 출발하는 왕복 항공권을 입력한 금액 (1153원) 만 지불하면 제공해준다는 겁니다. 다만 제가 스팸 전화로 오인하여 연락이 늦게 닿은

Proc. Natl. Acad. Sci. USA
2021.02.16

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