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1정신유전학

'정신유전학' 에 대한 통합검색결과 41건입니다.

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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
강문일

Boston University School of Medicine

SCD (subjective cognitive decline)는 주관적으로 경험한 인지기능의 감소를 반영한다는 점에서 신경심리검사 등 객관적인 지표로 평가한 인지기능의 감소와는 차이가 있으며, MCI (mild cognitive impairment)보다 이른 시점에 관찰되기 때문에 AD (Alzheimer’s disease) 및 기타원인으로 인한 치매를 조기에 진단하는 지표로서 각광받고 있습니다.
- JAMA Psychiatry
- 2024.10.16
박주형

Stanford University

세포의 다양한 생리적 및 병리적 신호 전달은 인산화, 메틸화 등과 같은 화학적 작용기를 통한 단백질의 번역 후 변형 (Post-translational modifciations, PTMs) 에 의해 조절됩니다. 그 중 라이신 (Lysine) 아미노산의 메틸화를 촉매하는 효소를 Lysine methyltransferase (KMT) 라고 합니다. KMT는 히스톤 단백질 메틸화를 통한 크로마틴 조절 및 후성유전학적 유전자 발현 조절에 관련하여 지난 수십 년 동안 광범위하게 연구되었습니다.
- Nature
- 2024.08.06
이영석

KAIST

mRNA는 긴 단일 가닥 RNA 분자로, DNA에 보관된 유전 정보를 단백질에 전달하는 바이오분자 매개체입니다. 지난 30년간 생화학 기술의 발전에 따라 mRNA의 생성, 조절 및 기능에 관한 괄목할 만한 지식의 진보가 있었으며, 이를 활용한 유전자 치료제 및 첨단 백신 기술들이 세계적으로 주목을 받고 있습니다.
- Nat. Struct. Mol. Biol.
- 2024.03.04
김정섭

한국뇌연구원, DGIST

우리 모두는 가끔씩 "나.. 고민이 있어.. 요즘 사는 게 너무 힘들고 재미가 없어.."와 같은 말을 하게 됩니다. 이 순간, 우리는 자신이 과거에 즐겨했던 일에 대한 흥미와 즐거움이 사라진 것을 깨닫게 되는데, 그것이 ‘무쾌감증(Anhedonia)’의 시작이라고 할 수 있습니다.과거에는 즐겨했던 활동이 이제는 흥미롭지 않게 느껴지고 보람을 느끼지 못하는 것은 '무쾌감증'의 초기 신호입니다. 특히 대학원생 및 연구원으로써 일을 하고 있는 우리는 이러한 현상이 더 심할 것이라고 생각합니다.
- Exp. Mol. Med.
- 2024.02.02
최태용

한국뇌연구원

사람을 포함한 사회성 동물들은 집단을 이뤄 생활하며, 그 안에서 상호 교류하기도 하고 경쟁을 하기도 합니다. 경쟁은 음식, 공간 등 제한된 자원 때문에 발생하고, 그 결과 개체들 사이에 서열이 형성됩니다. 동물이 다른 개체를 좋아하는 것뿐만 아니라 경쟁심을 느끼는 것 역시 환경의 영향을 강하게 받지만 본능에 가까운 행동이라는 생각이 듭니다. 이것이 가장 확대된 것이 전 세계를 전쟁의 공포로 몰아넣은 최근의 러시아-우크라이나 전쟁, 이스라엘-팔레스타인 분쟁이 아닐까 싶습니다.
- Neuron
- 2023.12.15
김소희

한양대학교

식물 호르몬 중 하나인 브라시노스테로이드 (Brassinosteroid; BR)는 식물의 성장과 발달에 필수적이며 식물 전반에 걸친 다양한 생리 반응에 관여합니다. 1980년대에 식물 호르몬으로 판명된 이후 수 많은 연구들이 진행되면서 BR의 생합성 과정뿐만 아니라 수용체에서부터 핵 내 전사인자에 이르는 전체 신호전달 경로가 확립되었고, 현재는 다른 식물호르몬들과의 crosstalk에 관한 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
- Plant J.
- 2023.11.16
홍지소

Perelman School of Medicine

Rapid eye movement (REM) 수면은 빠른 안구운동, 전신 근육의 이완 등이 나타나는 수면의 한 단계로 각성 상태와 비슷한 수준의 대뇌 피질 (cortex) 활성도를 특징으로 합니다. 이러한 대뇌 피질의 활성화는 REM 수면 동안 이루어지는 기억의 저장, 학습 내용의 재강화에 관여하며, 정동장애나 외상후 스트레스장애 등 대뇌 피질의 기능이 저하된 정신장애는 많은 경우 REM 수면의 이상을 동반합니다.
- Nat. Neurosci.
- 2023.09.29
조윤희

서울대학교

암갈색구멍버섯속(Fuscoporia)의 버섯들은 형태적으로 매우 유사한 진흙버섯속(Phellinus)에 오랫동안 분류되었다가 2000년대 초반에 rDNA 분자적 마커 분류에 의해 하나의 속으로 인정되었습니다. 암갈색구멍버섯속은 전 세계적으로 찾아볼 수 있으며, F. gilva와 F. torulosa 등 약용버섯으로 연구가 활발히 되고 있는 종들이 많아 여러 분야에서 관심이 높은 속입니다.
- IMA Fungus
- 2023.07.23
김현주

분당차병원 정신건강의학과

최근에 임상에서는 정신건강의학과를 찾는 공황장애 환자들이 많아지는 추세입니다. 공황장애 환자들은 대개 어렸을 때 이별 혹은 상실과 같은 분리(separation)의 경험이 많고 혼자서 지내는 것을 두려워 하는 경우가 많다고 알려져 있습니다. 따라서 공황장애 환자들의 어렸을 적 분리 경험에 의한 정서적 어려움이 후성유전학적 변화와 연관성이 있는 지 알아 보는 연구가 필요하다고 생각하였습니다.
- Neuropsychobiology
- 2023.06.05
고찬영

연세대학교 의과대학

의료 분야에서 인공지능과 컴퓨터 비전을 활용한 연구가 증가함에 따라, 자폐스펙트럼장애의 선별 및 보조 진단도구 개발에까지 적용이 확대되는 추세를 보이고 있습니다. 선행 연구에서 자동화된 자폐스펙트럼장애 감지의 가능성을 시사했지만, 비용이 많이 드는 전문 장비와 숙련된 인력이 필요했으며, 자폐 행동에 대한 사람의 평가에 의존성이 있었으며, 낮은 정밀도와 재현율로 인한 한계점이 존재했습니다.
- JAMA Netw. Open
- 2023.06.01
김남욱

KAIST

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 ?빛은 식물의 발달 과정에서 중요한 조절 요인입니다. 식물에 존재하는 여러 광수용체들 중 phytochrome은 red light과 far-red light에 의해 가역적으로 단백질의 구조를 바꿈으로써 하위 유전자들의 발현을 조절하여, 식물이 외부 빛 환경의 변화를 인지하고 적응하는데 중요한 역할을 합니다. 광합성이 일어나는 세포 소기관인 엽록체의 발달 과정에도 빛과 phytochrome이 주요하게 관여하는 것으로 알려져 있습니다. ?저희 연구실에서는 이전 논문에서 PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR (PIF)에 의해 직접적으로 발현이 증가하는 REPRESSOR OF PHOTOSYNTHETIC GENES (RPGE)가 과발현되면 엽록체 발달과 관여된 유전자들의 발현이 감소하고, 엽록소 양이 감소하여 잎의 색이 pale-green해지는 형질을 보이는 것을 확인했습니다. 엽록체 발달에 관여하는 대다수의 유전자들의 발현을 조절하는 주요 전사인자로 GOLDEN2-LIKE (GLK)가 있는데, GLK가 식물에서 발현되지 않으면 잎의 색이 pale-green해지는 형질이 대표적으로 알려져 있습니다. 저희는 식물이 빛의 변화를 인지하여 엽록체 발달을 조절하는 과정에서 GLK는 빛의 변화에 의해 어떤 방식으로 조절 받을지, RPGE와 GLK가 연결되어 있을지에 주목하며 이번 연구를 진행했습니다. ?이번 연구를 통해 저희는 PIF에 의해 발현이 촉진된 RPGE가 GLK의 dimerization domain인 GCT domain에 단백질-단백질 결합을 하고, 이를 통해 GLK의 homo-dimerization을 깨트림으로써 GLK를 타겟 유전자의 promoter로부터 떨어뜨려서 엽록체 발달을 저해함을 확인했습니다. 특히, red/far-red 비율이 줄어드는 shade 조건에서 일부 엽록체 발달 유전자들의 발현이 RPGE-GLK에 의존적으로 조절되는 것을 확인했습니다. 또한, RPGE와 GLK 모두 차축조류부터 우산이끼를 비롯한 외떡잎식물, 쌍떡잎식물까지, 식물의 진화과정에서 중요하게 보존된 유전자임을 확인하였고, 서로 다른 종의 RPGE-GLK도 기능이 보존되어 있음을 확인했습니다. 이런 결과들을 통해 저희는 식물에서 RPGE-GLK가 빛의 변화에 따른 엽록체 발달 조절에 중요한 축을 담당한다는 사실을 확인했습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. ?저는 KAIST 생명과학과의 식물학 연구실 (Plant Biology
- Plant Physiol.
- 2023.03.17
조우현

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 불안장애는 전 세계 성인의 약 30% 이상이 언제든지 경험할 수 있는 질환으로 많은 정신질환 중 가장 높은 비율의 발병률을 보이는 질병입니다. 그동안 불안증을 조절하는 신경회로에 대한 연구들은 활발히 진행되었으나 신경교세포, 그 중에서 해마의 성상교세포가 불안행동을 조절할 수 있다는 사실은 본 연구를 통해 처음으로 밝힐 수 있었습니다. 이는 불안 장애 발병 원인에 대한 새로운 시각을 제공할 뿐 아니라 향후 그 치료제 개발에도 폭 넓게 이용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. 본 연구실은 서울대학교 치과대학의 이성중 교수님의 지도 아래 CNS의 각 영역에서 성상교세포 및 미세아교세포의 역할에 대한 연구 및 여러 뇌질환과 신경병증성 통증의 치료제 개발을 위한 기초 연구들이 활발히 진행되고 있습니다. 3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 처음 이 연구실에 박사 후 연구원으로 와서 광유전학 및 동물 행동 실험 셋업부터 시작하여 지금의 논문이 나오기까지 꽤 오랜 시간이 걸렸습니다. 오랜 시간이 걸렸지만 안정적으로 실험할 수 있는 환경이 조성되었고 의미있는 실험들을 할 수 있어서 감사합니다. 4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면? 안정된 미래를 보장할 수 없는 불안전한 분야이지만 새로운 것을 발견하고 알아가는 것에 흥미를 느낀다면 힘들지만 즐겁게 연구 할 수 있을 것 같습니다. 또한 이러한 나의 작은 연구를 통해 아직 밝혀지지 않은 질병의 원인을 찾거나 그 치료 개발에 도움이 된다면 그보다 더 큰 보람은 없을 것입니다. 5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면? 아직도 미지의 세계라고 말할 수 있는 신경교세포의 가능성을 연구 함으로 풀지 못한 여러 질환들의 원인 규명 및 치료 개발을 위한 기초 연구를 지속 하고 싶습니다. 6. 다른 하시고 싶은 이야기들..... 이 연구를 진행 할 수 있는 환경을 열어 주시고 유익한 조언 뿐 만 아니라 이 연구기간 동안 두 아이의 출산을 이해해주시고 격려해주신 이성중 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 부족한 연구에 좋은 의견 나누어 주셨
- Nat. Commun.
- 2023.01.05
김선휘

University of Tennessee Health Science Center

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 뇌는 수백억 개의 뉴런들이 수많은 시냅스를 통해 연결된 복잡한 기관입니다. 현재까지 뇌 안에 여러가지 다른 역할에 관여하는 영역들이 발견되었고, 각 영역 안에서 특정 타입의 뇌세포를 찾아내어 표시하거나 유전자를 조작하는 기술은 많이 개발되었지만, 해부학적으로 멀리 떨어진 두 뇌 부위를 연결하는 회로 뉴런 (circuit neuron) 만을 구분해 내서 유전자를 조작할 수 있는 기술은 없었습니다. 이러한 회로 뉴런들이 중요한 것은 바로 우리가 사회적 상호작용 같은 복잡한 행동을 할 때, 하나가 아닌 여러 뇌 영역들이 협동하여 활동하기 때문입니다. 때문에 멀리 떨어진 특정 뇌 영역들을 연결해주는 어떤 회로 뉴런들은 사회적 행동 등의 복잡한 행동에 매우 중요한 역할을 담당할 수 있고, 이것은 어쩌면 적어도 약 100여개 이상의 유전적 요인이 있는 것으로 추정되는 자폐 스펙트럼 장애(Autism spectrum disorder)의 메커니즘을 밝히는 데 있어서 중요한 열쇠가 될 수 있습니다. 여러 유전자들의 역할이 겹치는 특정 회로가 있다면 그것이 왜 각기 다른 유전적 결함이 비슷한 증상으로 수렴하는지를 설명할 수 있기 때문입니다. 이를 위해 제가 속한 연구실에서는, 회로 뉴런들을 찾아내고 유전자를 조작할 수 있는 기술을 개발하였습니다. 기존에 유전자 조작을 위해 널리 쓰이는 Cre recombinase 유전자를 CreN과 CreC로 나누는 기술과 유전자 전달을 위한 Adeno-associated virus (AAV)를 결합하여 멀리 떨어진 두 영역을 연결하는 특정 회로 뉴런들에게서만 Cre recombinase 가 나타나도록 하고 (그림 1) 이 기술을 Split-Intein mediated split-Cre reconstitution system으로 명명하였습니다. <그림 1. 회로 선택적 Cre 재조합 기술을 이용한 전전두엽(PFC)-기저측 편도체(BLA) 회로의 선택적 염색 > 본 연구에서는 이 기술을 Shank3 f/f 유전자 도입 마우스에게 적용하여 자폐 스펙트럼 장애와 큰 연관이 있는 것으로 알려진 Shank3 유전자를 마우스 뇌 속의 전전두엽(prefrontal cortex: PFC)과 기저측 편도체(basolateral amygdala: BLA)를 연결하는 회로 뉴런들 속에서만 제거하였습니다. 그 결과 마우스들은 사회적 상호작용이 줄었으나 자폐의 다른 증상인 강박행동은 보이지 않았습니다. 이를 통해 전전두엽-기저측 편
- Cell Reports
- 2022.10.31
조병국

동국대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 신경발달질환으로 알려진 자폐증 (Autism)은 유아기로부터 뇌신경 발달 이상으로 생기는 질병으로서 Shank3 등 여러 유전자의 돌연변이 또는 환경적 요인에 따라 발병을 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 특히, Embryonic 신경줄기세포의 비정상적 발달을 보인다고 밝혀져 왔었습니다. 본 연구는 성체(adult) 신경발생이라는 관점에서 자폐증 발병을 새롭게 접근한 연구입니다. 그동안 신경발생(neurogenesis)의 관찰하기 위해서는 면역형광법(IF), 형광 동소 교잡법(FISH)와 같은 방법이 한정적으로 사용되었으나, 최근 단일세포 분석법이라는 차세대 염기서열 분석법이 등장함에 따라 각각의 세포 단위로 이들을 분석할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 자폐증 마우스 내 뇌의 비정상적 휴면기 신경줄기세포(Dormant neural stem cell)를 발견할 수 있는 계기가 되었습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. 본 연구는 동국대학교 이과대학 화학과 김종필 교수님 지도하에 이루어졌습니다. 본 연구실에서 지향하는 연구는 자폐증 및 조현병과 같은 정신질환과 퇴행성 뇌 질환 치료를 위한 신기술개발에 focus 되어있으며, 이를 위해 다양한 기술들을 활용한 세포 리프로그래밍 및 유전자 적중(gene targeting) 기술을 개발하는데 있습니다. 또한 작은 규모에 비해 높은 수준의 facility와 연구환경을 갖추어 있을 뿐만 아니라, 무엇보다도 작은 MIT 대학이라고 할 만큼, 한 연구실 규모에서 수행한다고 예상할 수 없는 수준의 마우스 유전학 및 마우스 제작부터, 줄기세포학, 세포 리프로그래밍, 나노 바이오 기술, 크리스퍼 유전자 적중, 생물 정보학 및 퇴행성 뇌질환을 포함하는 다양한 연구를 수준 높게 수행함으로써, 연구실 내 각 파트 별로 전문성을 갖고 있는 연구원들끼리 활발한 공동 연구를 통해 효율적으로 product를 만들어낼 수 있는 시스템을 갖추고 있습니다. [동국대 줄기세포 및 세포 리프로그래밍 연구실: http://stem.dongguk.edu/ ] 3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 21세기 시대의 흐름에 따라 다양한 분야들이 융합되면서 발전속도가 엄청나게 빨라지고 있음을 피부로 느끼고 있습니다. 생물학 분야도 빅데이터, AI 분야와 접목되면서 생물정보학
- Mol. Psychiatr.
- 2022.04.29
김정섭

DGIST(한국뇌연구원)

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 복잡한 현대 사회를 살아가면서 사람들은 종종 갈등, 폭력 등 지나친 스트레스를 겪는데, 이러한 스트레스가 장기간 지속되는 경우 우울증과 같은 심각한 정신 질환으로 발전하기도 합니다. 특히, COVID-19 팬데믹 시대를 겪으며, 우울증 유병률이 더욱 높아지고 있지만, 전체 환자의 3-40% 정도의 환자가 여전히 약물저항성이나 약물 효과 지연 현상 등의 부작용들로 우울증 치료의 한계를 보이고 있습니다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 정신질환 발병 메커니즘과 치료제의 개발에 대한 필요성이 더욱 대두되고 있습니다. 저희는 지속적인 만성 스트레스로 인해 발생하는 우울증과, 이를 야기하는 메커니즘에 초점을 맞추고 있습니다. 본 연구에서는 “사회 패배 스트레스”라고 불리는 10일간 사회 패배에 노출시켜 우울증을 야기하는 동물 모델을 사용해 사회성이 현저히 떨어지는 쥐(susceptible)와 스트레스를 받았음에도 대조군과 유사한 사회성을 보이는 쥐(resilient)를 만들고, 이러한 행동학적 차이가 기저외측 편도체에서부터 투사되는 글루타메이트성 뇌신경회로망의 활성에 의해 결정된다는 사실을 발견하였습니다. 또한 빛을 사용하여 신경세포의 활성을 조절하는 기술인 광유전학 기법을 이용하여, 10일간의 사회 패배 직후 기저외측 편도체(basolateral amygdala)로부터 내측 전전두엽 피질(medial prefrontal cortex) 또는 복측 해마 (ventral hippocampus)로의 신경회로를 활성화하였을 때 만성 사회적 패배 스트레스를 받았음에도 불구하고 우울증 행동이 회복됨을 확인할 수 있었습니다. 더 나아가 본 연구에서는 해당 동물 모델에서 편도체로부터 글루타메이트 신호를 받는 내측 전전두엽 피질과 복측 해마에서 수많은 글루타메이트 수용체 중 오직 mGluR5(metabotropic glutamate receptor 5)가 스트레스에 취약한 개체에서 더 적게 발현함을 발견하였습니다. 내측 전전두엽 피질과 복측 해마는 기처외측 편도체로부터 글루타메이스성 신호를 mGluR5를 통해 수용하여 하위 신호전달이 일어납니다. 저희는 글루타메이트 하위 신호전달 중 편도체-내측 전전두엽 피질 신경회로망은 mGluR5-homer1b/c-AKT 신호전달을 통해 우울증을 유발하고 복측 해마에서는 mGluR5-Gq-ERK 신호전달체계를 따라 우울증을 유발한다는 사실을 발견하였
- Biol. Psychiatry
- 2022.02.03
고현용

KAIST

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 뇌전증은 젊은 성인과 소아의 신경학적인 질환 중에서 뇌전증 중첩증으로 급사를 일으킬 수 있는 흔한 질환 중 하나이며, 사회적 편견으로 인한 이슈가 늘 강조되는 병입니다. 다양한 원인이 뇌전증을 일으킬 수 있는데 이중 국소 피질 이형성증 (focal cortical dysplasia) 은 약물치료에 저항성을 보이는 가장 흔한 뇌전증의 하나로 알려져 있습니다. 국소 피질 이형성증 유형 2 (이하, FCD type 2) 는 발달 중인 뇌 줄기세포에서, MTOR 경로의 과활성화를 유도하는 체성 유전변이의 원인으로 발생합니다 ( https://www.nature.com/articles/nm.3824 ). 최근에는 single cell sequencing 기술의 발달과 함께 발달 중인 뇌의 유전학적 다양성에 대해 많은 이해와 발견이 이루어지고 있습니다. Brain somatic mutation consortium에서는 발달 중인 뇌에서 축적되는 이러한 체성 유전학적 변이가 결국에는 질병뿐만 아니라 (그리고 또한 뇌신경세포들은 각개의 세포들이 시냅스라는 특별한 구조를 통해 인접세포와 연결되어 있기에,) 정신 신경학적 표현형의 다양성에 attribution 할 것으로 예측하고 있습니다 ( https://science.sciencemag.org/content/356/6336/eaal1641.long ). 그러나 지금까지의 많은 유전적 변이들의 연관성에 대한 보고와 비교해볼 때, 이러한 변이들이 정말 phenotypic or clinical manifestation을 보이는지 그리고 변화된 뇌 네트워크는 어떠한 feature를 보이는지 그 인과적, 기능적, 실험적 증거는 아직 많이 부족한 상황입니다. 각종 암종 질환을 포함하여, 신경질환에서는 Sturge-Weber syndrome이 가장 교과서적으로 대표되는 체성 유전체 변이로 알려져 왔는데 현재는 FCD type 2, ganglioglioma, epileptic encephalopathy, hemimegalencephaly, and periventricular nodular heterotopia 등에서 중요한 증거들이 확장되어 밝혀지고 있습니다. 저희의 연구는 2011년 처음에 그 작은 숫자의 신경세포의 집단 (<5% throughout the brain) 이 어떻게 결국 뇌 전반에 걸친 뇌전증과 발작을 유도할 수 있는지에 대한 궁금증에서 시작되었습니다. 이를 해결하기 위해서는 다학제적으로 방법론적인 도움이 필요한 상황이었는데 감사하게도 지도 멘토교수님이신 이정호 교수님을 통해서, 전기생리학적 실험과 측정에 도움을 주실
- Ann. Neurol.
- 2021.07.19
김민희

Institut Pasteur

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 Listeria monocytogenes (리스테리아) 는 음식을 통해 사람/숙주 동물에게 들어오는 미생물입니다. 건강한 사람들은 이 세균에 잘 감염되지 않지만, 면역이 약한 사람들이나 임산부에게는 치명적일 수 있습니다. 음식을 통해 들어오는 세균이기에 intestinal barrier 를 통과할 수 있고, 면역이 저하된 사람들에게는 주로 뇌/뇌수막염을 일으키고, 임산부가 감염될 경우 태아에게로 전파되어 태아가 위험해집니다. 이렇듯 Listeria 는 인체의 major barrier 인 intestinal, blood-brain 그리고 feto-placental barrier 를 모두 통과하는 세균입니다. 이번 연구는 Listeria 가 어떻게 intestinal barrier 를 통과하는지 그 메커니즘에 관련된 것입니다. Intestinal epithelium 의 여러 가지 세포 중에 Listeria 가 타겟하는 goblet cell 은 아직 세포배양이 되지 않아서, in vivo intestine 을 가장 잘 표현할 수 있는 intestinal organoid 를 모델로 해서 연구를 하게 되었습니다. 그리고 Listeria 가 organoid epithelium 을 실제로 통과하는 것을 포착하기 위해 light sheet fluorescent microscope 를 이용했습니다. 지금은 organoid 가 많이 사용되고 있고, 더 나아가 organoid-on-chip 기술도 개발되고 있지만, 제가 실험실을 조인할 당시, organoid 에 대한 초기관심이 많을 때였고, 특히 light sheet microscope 는 전 프랑스에 4대밖에 아직 보급되지 않았을 때였습니다. 그래서 감사하게도 첫 포스닥 시기에 여러 세미나에서 발표할 기회를 가졌고, 그곳에서 다른 동료 과학자들과 교류할 수 있었고, 또 연구소 내에서도 많은 교수진/연구원들과 교류할 수 있었습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 파스퇴르 연구소는 1888 년 프랑스의 과학자 루이 파스퇴르가 설립한 private, non-profit organization 입니다. 파스퇴르는 프랑스인들이 사랑하고 존경하는 과학자로서, 지금의 Covid-19 era를 거치는 우리에게 큰 이슈와 희망이 되고 있는 “백신” 이란 것을 처음 개발한 사람입니다. 또한 한국에서는 파스퇴르 우유로 잘 알려져 있는 저온멸균법 (pasteurize/pasteurization) 을 개발한 사람이기도 합니다. 뿐만 아니라 위대한 화학자이기도 하고, spontaneous generation theory 를
- Curr. Biol.
- 2020.12.30
홍사익

Mayo Clinic

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 중독을 비롯한 여러 정신질환은 잘못 형성된 습관으로 인해 치료가 어렵다는 것이 잘 알려져 있습니다. 그렇다면, 잘못 형성된 바람직하지 않은 습관 (버릇)은 치료될 수 있을까? 라는 질문을 가지고 이번 연구를 수행했습니다. 그래서?다양한 동물 행동 실험 경험을 바탕으로 성상세포(astrocyte)의 아데노신 수송체(ENT1)가 습관성/목표지향 행동에 어떤 영향을 끼치는지 연구했습니다. 그러던 중, 전기생리실험과 화학 유전학(chemogenetics)에 경험이 많으신 강승우 박사님께서 조인하게 되시면서 프로젝트가 커질 수 있었습니다. 2019년에 강 박사님과 함께 발표한 Journal of Neuroscience (Hong SI, Kang S et al., 2019)와 올해 European Journal of Neuroscience (Hong SI et al, 2020)의 연구를 바탕으로, 아데노신 수송체가 양방향으로 아데노신을 흡수하고 분비하므로 성상세포가 활성화될 때 아데노신 수송체가 신경전달물질인 아데노신의 통로로서 큰 역할을 할 것이고 이때 습관성/목표지향 행동에 어떻게 기여하는지를 규명하기로 했습니다. 그래서 역할을 나누어 병렬적으로 연구를 수행하였고, 매 순간 자주 토론하면서 연구 방향을 수렴하여 연구를 갈무리할 수 있었습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 제가 소속되어 있는 기관은 Mayo Clinic입니다. 미네소타를 주축으로, 플로리다, 애리조나에도 캠퍼스를 두고 있습니다. 자연과학 하시는 한국분들에게는 잘 알려져 있지는 않지만, 병원으로는 미국뿐 아니라 세계에서 수년간 연속으로 1위를 차지한 연구중심 병원입니다. 게다가 병원의 수익을 연구 및 교육에 재투자하는 비영리기관으로서 매우 좋은 연구 환경을 가지고 있습니다. 그리고 실험 분야별 다양한 코어 집단 연구실이 조성되어 있어서 자체적으로 수행하기 힘든 실험일지라도 의뢰를 통하여 학제 간 연구를 진행할 수 있습니다. 또한, 미국 내 최고 수준의 의료진과 활발한 연구 교류를 할 수 있어서 전임상, 임상, 중개 연구를 진행하기에 최적의 장소라고 볼 수 있습니다. 특별히, 제가 소속되어 있는 미네소타 Mayo Clinic 의과대학 최두섭 교수님 연구실은 신경과학, 동물 행동, 약물학 분야에서 최신 기술들을 활용하여 알코올 중독의 치료타깃 발굴 및 치료법 개
- Biol. Psychiatry
- 2020.05.18
이대한

Northwestern University

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 ‘변이(variation)’는 진화의 필수불가결한 재료입니다. 지구를 뒤덮은 생명의 다양성은 변이라는 마르지 않는 원료가 없었다면 출현하지 못했을 것입니다. 인간도 마찬가지입니다. 최초의 원시 세포로부터 수십 억년의 진화의 역사를 통해 복잡한 신경계를 지닌 호모 사피엔스가 진화한 것은 바로 변이의 생성과 누적을 통해서 이루어졌다고 할 수 있습니다. 눈에 보이는 표현형(phenotype)의 눈부신 다양성 이면에는 눈에 보이지 않는 유전자형(genotype)의 변이와 다양성이 숨어있습니다. DNA는 생명 정보를 전달하는 안정적인 ‘하드웨어’이지만 영원불변의 결정은 아닙니다. 세포 안에서 DNA는 잘리고, 뒤바뀌고, 뒤섞이며 끊임없이 유전 변이(genetic variation)을 만들어 냅니다. 유전 변이는 그 특성에 따라 단백질의 구조와 기능을 바꿀 수도 있고, 유전자의 발현 양상을 바꿀 수도 있습니다. 그 결과 분자와 세포의 활성, 조직의 발생과 기능, 개체의 생리와 행동 등이 변화하고 더 나아가 ‘진화’할 수 있습니다. 특히 자연선택은 그러한 변이들을 바탕으로 이른바 ‘적응'이라고 불리는 특정한 패턴을 만들어냅니다. 눈에 보이지 않던 유전자형을 읽어낼 수 있는 시퀀싱 기술의 발전으로 최근 진화생물학은 르네상스를 맞이했다고 해도 과언이 아닐 정도로 흥미진진한 연구 결과들이 쏟아져 나오고 있습니다. 이번에 제가 논문을 발표한 도 2년여 전 그러한 맥락 속에서 창간된 것으로 보입니다. 오늘날 진화유전학자들은 서로 다른 종과 같은 종의 다양한 개체들(집단)의 DNA를 읽어내고, 이들의 표현형을 분석함으로써 진화의 유전적 기반을 밝히고 표현형 변이를 발생시키는 분자적 메커니즘을 규명하는 연구들을 펼쳐나가고 있습니다. 이를 통해 진화에 대한 개념적인 이해를 넘어 실질적이고 디테일한 수준으로 ‘진화란 무엇인가’라는 생물학의 핵심 질문에 대한 우리의 이해를 심화시켜 나가고 있습니다. 이번에 발표한 제 연구는 기존에 유전학의 주요 모델 중 하나였던 예쁜꼬마선충을 진화 연구의 모델로서의 확장성을 보여주는 연구라고 할 수 있습니다. 모델 동물 연구의 강점이라고 할 수 있는 microfludics를 이용한 high-throughput 표현형 분석 기법, 그리고 field work을 통한 생태적 연구, DNA 시퀀싱과 computatio
- Nat. Ecol. Evol.
- 2019.10.10