한빛사255건

• • 허준영(Rutgers, The State University of New Jersey)

  RNF4 sustains Myc-driven tumorigenesis by facilitating DNA replication

  • J. Clin. Invest. Mar 26 2024, 134 (10) e167419 | https://doi.org/10.1172/JCI167419

  • 2024.03
  • 생명과학

• • 신욱진(기초과학연구원)

  • 곽민석(연세대학교)

  • 천진우(연세대학교)

  Nanoscale Magneto-mechanical-genetics of Deep Brain Neurons Reversing Motor Deficits in Parkinsonian Mice

  • Nano Lett. Dec 29 2023, | https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03899

  • 2023.12
  • 바이오·의료융합
• 

  유주연

  University of California, Los Angeles

  최근 발전한 전자현미경을 이용한 EM connectome은 시냅스(synapse) 수준으로 뇌회로의 복잡한 연결망을 보여줍니다. 뉴런들이 어떤 분자적 원리로 시냅스를 형성할 파트너를 인식해 이 복잡한 뇌회로를 만들게 되는지 이해하는 것은 발생신경생물학의 중요한 연구분야입니다. 신경망이 발달할 때 뉴런이 발현하는 cell adhesion molecule(CAM)들이 시냅스 형성을 유도하는 등의 역할을 한다는 것이 알려져 있습니다.

  • Curr. Biol.
  • 2023.09.08
• 

  유용진

  Stanford University School of Medicine

  최근 genome-wide association study 및 whole genome/exome sequencing analysis을 통해 Late-Onset Alzheimer's Disease (LOAD)에 영향을 미치는 40개 이상의 risk loci가 보고되었습니다. 흥미롭게도 이러한 다수의 risk loci가 brain에 존재하는 microglia에 특이적으로 발현되는 유전자들과 중요하게 연관이 있다는 것이 밝혀졌습니다.

  • Cell Stem Cell
  • 2023.08.16

• • 정영섭(Yale University School of Medicine)

  • 임장후(Yale School of Medicine)

  Reduction of Nemo-like kinase increases lysosome biogenesis and ameliorates TDP-43-related neurodegeneration

  • J. Clin. Invest. 2023 Jun 29;e138207 | https://doi.org/10.1172/JCI138207

  • 2023.06

• • 구혜연(연세대학교 의과대학)

  • 복진웅(연세대학교 의과대학)

  Follistatin regulates the specification of the apical cochlea responsible for low-frequency hearing in mammals

  • Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2023 Jan 3;120(1):e2213099120 | https://doi.org/10.1073/pnas.2213099120

  • 2023.01
  • 생명과학

• • 구본경(IBS)

  SCON?a Short Conditional intrON for conditional knockout with one-step zygote injection

  • Exp. Mol. Med. Published: 09 December 2022 | https://doi.org/10.1038/s12276-022-00891-0

  • 2022.12
  • 생명과학
• 

  이재원

  University of Illinois, Urbana-Champaign

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 대장암은 세계적으로 가장 빈번하게 발생하는 암 중 하나입니다. 대장암의 발병인자로서 동물성 지방의 위험성이 알려져 있습니다. 담즙산은 간에서 콜레스테롤로부터 생성되어 1차 담즙산 (Primary bile acids)의 형태로 소화기계로 분비 되며, 음식물로 섭취한 지방질의 흡수에 관여합니다. 대부분의 담즙산은 소장에서 대부분 재흡수되지만, 고 지방식을 하는 경우 대장에서 담즙산의 축적이 발생하게 되고 장관 내 혐기성 세균에 의해서 1차 담즙산에서 2차 담즙산 (Secondary bile acids)으로의 전환이 이루어집니다. 디옥시콜릭산 (DCA: deoxycholic acid) 과 리토콜릭산 (LCA: lithocholic acid) 과 같은 2차 담즙산은 세포에 대한 독성을 유발하여 장간 순환 과정에서 장내 상피세포를 손상시키고 손상된 세포의 자멸사를 억제하여 대장암의 발병 기전에 관여하는 것으로 알려져 있습니다. 인간의 간은 콜레스테롤로부터 주로 sterol 고리가 “Kinked: 꼬인“ 형태의 담즙산을 생성하지만, sterol 고리가 “Flat: 평평한” 형태의 담즙산도 소량으로 생성합니다. 복잡한 다단계 담즙산 7α-탈수소화 경로를 통해 콜릭산 (Cholic acid, CA) 과 키노디옥시콜릭산 (Chenodeoxycholic acid, CDCA)과 같은 “Kinked” 1차 담즙산의 디옥시콜릭산 (Deoxycholic acid, DCA) 및 리토콜릭산 (Lithocholic acid, LCA)과 같은 “Kinked” 2차 담즙산으로의 효소 전환은 비교적 잘 연구 되어 있습니다. 그러나, 장내 미생물군 피르미큐테스 (Firmicutes)에 의한 “Kinked” 1차 담즙산으로 부터 알로디옥시콜릭산 (allo-deoxycholic acid, allo-DCA) 및 알로리토콜릭산 (allo-lithocholic acid, allo-LCA)과 같은 “Flat” 2차 담즙산으로의 효소 전환은 약 30여년동안 잘 알려져 있지 않았습니다. 본 연구에서는 피르미큐테스에서 BaiP 와 BaiJ 단백질이 “Flat” 2차 담즙산 allo-DCA 및 allo-LCA 생성에 관여하는 것을 규명하였습니다. 선행연구에 따르면 2차 담즙산의 미세한 화학적 구조의 차이 (Kinked, Flat) 에 따라 세포 독성 및 생물학적 영향들이 상이한 것으로 현재 예상하고 있습니다. 그 예로, 최근 일본에서 장내 담즙산의 특이적인 프로파일이 일본의 100세인들이 건강하게 늙는 원인일 가능성이 높다는 연구 결과를 발표하였습니다. 일반적으로 2차

  • Gut Microbes
  • 2022.11.30
• 

  강석재

  Salk Institute for Biological Studies

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 생물체에게 위협 (threat)을 인식하고 반응하는 것은 생존과 직결되는 기능입니다. 그렇기 때문에 신경과학 분야에서도 위협 또는 공포 (fear)에 대한 연구의 역사는 매우 오래되었습니다. 동물에게 전기자극을 주어 공포기억을 생성하는 기작에 대한 연구는 특히나 심도있는 논문들이 현재까지도 많이 발행되고 있는데 이 과정에서 편도체 (amygdala)가 중요하다는 것은 익히 알려져 있습니다. 하지만 편도체가 공포기억을 생성할때 공포자극 (unconditioned stimulus, US)에 대한 신호를 어떻게 받는지는 현재까지도 정확한 해답은 얻지 못하고 있습니다. 또한, 학습된 위협 뿐만 아니라 다양한 감각을 통한 선천적 위협에서도 편도체가 어떻게 관여하는지를 확실히 보여준 연구 결과는 부족합니다. 저희는 이번 연구를 통해 위 문제들을 해결할 신경회로를 규명하였고 그 중심에 calcitonin gene-related peptide (CGRP) 신경세포 (neuron, 뉴런)들이 있다는 것을 확인하였습니다. 한성 교수님이 Post Doc 때 이미 뇌간 (brainstem)에 있는 CGRP 뉴런들이 공포와 통증에 어떠한 역할을 하는지 밝힌바 있으신데 저희는 이번에 시상 (thalamus)에 있는 CGRP 뉴런들까지도 추가하여 연구를 진행하였습니다. 단 세포 칼퓸 영상 (in-vivo single-cell calcium imaging)을 사용한 결과, 뇌간과 시상에 있는 두 종류의 CGRP 뉴런들이 다섯가지의 감각 (시각, 청각, 통각, 후각, 미각) 의 선천적 위협신호에 반응한다는 것을 확인하였습니다. 또한, 이 뉴런들의 활성을 억제하였을 때는 이 선천적 위협신호들에 대한 방어반응이 많이 줄어드는 것을 보았습니다. 그 후, 서로 다른 색의 형광단백질을 두 부위에 발현시켜서 편도체로 가는 신호를 추적할 수 있었고 신기하게도 둘은 서로 세부적으로는 겹쳐지지 않은 영역과 연결되어 있는 것을 확인하였습니다. 뇌간의 CGRP 뉴런은 central amygdala, 그리고 시상의 CGRP 뉴런은 lateral amygdala 라는 곳으로 신호를 전달하였습니다. 각각의 CGRP 뉴런과 이어진 편도체의 신경회로를 억제하면서 같은 선천적 위협 신호를 주었을때에도 CGRP 뉴런만 억제했을 때와 같은 결과를 얻을 수 있었고 일반적으로 사용하는 전기자극에 대한 공포기억도 줄이는 것을 확인할 수 있었습니다. 또한, 이 신경회로들을 광유전학 (opto

  • Cell Reports
  • 2022.10.11

• • 김정수(Indiana University School of Medicine)

  Deletion of Abi3 gene locus exacerbates neuropathological features of Alzheimer’s disease in a mouse model of Aβ amyloidosis

  • Sci. Adv. 3 Nov 2021, Vol 7, Issue 45 | DOI: 10.1126/sciadv.abe3954

  • 2021.11
  • 생명과학

• • 박주민(기초과학연구원, UST)

  Homer1a regulates Shank3 expression and underlies behavioral vulnerability to stress in a model of Phelan-McDermid syndrome

  • Cell Reports Volume 37, Issue 7, 16 November 2021, 110014 | https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110014

  • 2021.11
  • 의약학

• • 이혜경(National Institutes of Health)

  Redundant and non-redundant cytokine-activated enhancers control Csn1s2b expression in the lactating mouse mammary gland

  • Nat. Commun. Published 14 April 2021, 12, 2239 | https://doi.org/10.1038/s41467-021-22500-w

  • 2021.04
  • 생명과학
• 

  이원석

  Baylor College of Medicine

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 퇴행성뇌질환에서 공통적으로 일어나는 현상 중 하나는 독성을 일으키는 특정 단백질들 (Aβ, Tau, α-synuclein 등) 이 비정상적으로 축적되어 신경세포의 사멸을 유도한다는 점 (proteinopathy)입니다. 여기서 현재까지 풀리지 않는 수수께끼는, 이러한 독성단백질들이 뇌의 거의 모든 영역에서 발현되는데 어떻게 뇌의 특정 영역 또는 특정 유형의 신경세포가 선택적으로 사멸되는가 (selective neuronal vulnerability) 하는 점입니다. 저는 퇴행성뇌질환 중 하나인 Spinocerebellar Ataxia Type 1 (SCA1) 을 연구하여 이에 대한 하나의 해답을 얻고자 하였습니다. SCA1은 Ataxin-1(ATXN1) 이라는 유전자에서 polyglutamine (polyQ) 을 만들어 내는 CAG 서열의 확장에 의해 발병하는 autosomal dominant neurodegenerative disorder 입니다. 다른 퇴행성뇌질환처럼 SCA1 또한 단백질 병변 (proteinopathy)을 보이며, 축적된 mutant ATXN1이 소뇌와 뇌간의 신경세포를 선택적으로 사멸시켜 운동능력의 상실 (소뇌성 phenotype)과 호흡곤란으로 인한 사망 (뇌간성 phenotype)을 각각 유발합니다. 따라서 질병 치료를 위하여 mutant ATXN1의 양을 줄이기 위한 druggable target을 찾는 시도를 해왔으나, 현재까지 뇌간에서 ATXN1의 양을 줄일 수 있는 regulator는 밝혀지지 않았습니다. 저희 랩에서는 유전적 스크린 기법을 이용하여 ATXN1의 양을 조절하는 새로운 전사인자인 ZBTB7B를 발견하였고, ZBTB7B가 RSK3의 발현을 촉진하여 ATXN1의 양을 조절하는 것을 밝혔습니다. RSK3는 ATXN1 단백질의 특정 Serine residue (S776)를 인산화시켜 단백질을 안정화시키는데, 이는 기존에 알려진 MSK1의 작용과 동일합니다. 그러나 MSK1과 RSK3의 작용은 소뇌와 뇌간에서 극명히 대비되는데, 이는 MSK1은 소뇌에서, RSK3는 뇌간에서 각각 발현되어 ATXN1의 양을 조절하기 때문입니다. 따라서 Rsk3의 작용을 억제할 경우 SCA1 mouse model 에서 뇌간의 병변이 줄어들고 호흡이 개선되며, Rsk3와 Msk1을 함께 억제할 경우 더 나아가 소뇌의 병변 회복 및 운동능력의 향상까지 확인할 수 있었습니다. 결론적으로, 저희 연구 결과는 퇴행성뇌질환을 야기하는 독성단백질의 축적과 작용에 뇌의 각 영역에 특이적인 regulator 들이 직접 관여함으로써 그 해당 영역에 선택적

  • EMBO J.
  • 2021.03.30

• • 정진주(Yale School of Medicine)

  Sperm ion channels and transporters in male fertility and infertility

  • Nat. Rev. Urol. 19 November 2020, 18, pages46?66(2021) | https://doi.org/10.1038/s41585-020-00390-9

  • 2021.01
  • 생명과학
• 

  박은영

  Indiana University School of Medicine

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 난소암은 부인과 종양중에서는 가장 치명률이 높은 암으로 알려져 있습니다. 난소암의 약 90%를 차지하는 상피성 난소암은, 본 연구실에서 연구를 진행하고 있는 고등급 장액성 난소암(HGSC, High-grade serous ovarian cancer)을 포함하며 대부분 3기 이상의 진행된 상태에서 발견되어, 전이가 쉽게 일어나고 5년 생존율도 매우 낮다고 알려져 있습니다. 발병원인은 정확히 알려져 있지 않지만 유방암과 연관이 되어있다고 알려진 BRCA유전자과 연관이 되어 가족력이 있는 경우(BRCA1 혹은 BRCA2의 변이가 있는 경우)는 난소암이 걸릴 확률이 약 10-60%까지 증가하며, 유방암의 경우는 60-80%까지도 발병률이 증가합니다. 치료방법은 다른 종양과 마찬가지로, 모든 종양을 제거하며 항암제를 사용하지만 아직까지는 뚜렷한 치료제가 없어 계속해서 연구중입니다. 예방의 차원에서는, 가족력으로 BRCA유전자 변이가 있는 경우 양쪽 난소와 난관을 모두 제거하는 수술(Salpingo-Oophrectomy)을 진행합니다. 이와 같은 수술 방법은 많은 여성들에서 상실감과 불임 등의 어려움을 주고있습니다. 본 연구실은 전이를 일으키는 난소암인 HGSC의 표현형을 갖는 유전자변형마우스 (Genetically engineered mouse models)인 DKO (double Knock-out , Dicer f/f Pten f/f Amhr2 Cre/+ ) 마우스 모델과 TKO (triple Knock-out, P53 R172H/+ Dicer f/f Pten f/f Amhr2 Cre/+ ) 마우스모델을 만들어 난소암을 In vivo에 modeling함으로써 올해 Plos Genetics에 발표한바가 있습니다. (https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008808) 실험을 진행하던 중 난소를 제거한 경우에는 HGSC 난소암이 발병되지 않는 것으로 사료되어, 이를 바탕으로 난소에 있는 여성호르몬(에스트로겐 혹은 프로게스테론)중에서 어떠한 호르몬이 난소암발병에 중요한 지 살펴보았습니다. 흥미롭게도 양쪽 난소를 적출 후, 여성호르몬 중에서 프로게스테론(Progesterone, P4)만이 난소암을 발병시키는 것을 확인하여 이번 PNAS에 발표하게 되었습니다. 또한 이를 뒷받침하기 위해 프로게스테론이 그 수용체와 결합하지 못하도록 막아주는 mifepristone처리와 프로게스테론 수용체자체를 없앤 마우스 (cPR f/f KO mouse)과 교배를 통해 그 신호전달을 막

  • Proc. Natl. Acad. Sci. USA
  • 2020.12.10
• 

  김클스틴슬기

  Max Planck Institute for Biology of Ageing, University of Cologne

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 이번 논문에서 다루는 세 가지 주요 키워드는 stem cell dynamics, 모낭 유지, Glutamine metabolism입니다. 모낭은 일생 동안 주기적으로 재생되기 때문에 줄기세포 역학을 연구기에 매우 적합합니다. 또한, 사람들이 모발 재성장에 관심을 많이 두는 것도 활발한 모낭 연구를 해야 할 이유입니다. 처음 이 프로젝트를 시작할 때는 metabolism에 초점을 맞추기보다는 단지 모낭 줄기세포의 activation과 quiescence를 유도하는 메커니즘을 이해하는 데 중점을 두었습니다. 하지만 RNA-seq 데이터를 분석한 결과, 모낭 줄기세포 운명을 결정하는 데에 metabolism이 매우 중요하다는 것을 발견했습니다. 이후 step-by-step으로 실험을 진행할수록 metabolism의 중요성, 특히 glutamine metabolism의 중요성이 점점 명확해졌습니다. Metabolism은 에너지를 생성하고 기본적인 세포 과정에 필요한 reducing equivalents를 제공해주기 때문에, 세포의 생존과 성장에 중요한 역할을 합니다. 흥미롭게도 최근 10년간 metabolism이 stem cell 운명을 결정한다는 내용의 연구 논문들이 매우 많이 출판되었습니다. Metabolism의 특성상 intertwine된 여러 개의 pathway들과 rapid adaptive positive and negative feedback들이 존재하는데, 과거에는 metabolism이 cell type을 바꾸는 현상에 관해서만 설명하는 것이 가능했고, metabolism이 역동적으로 어떻게 세포 운명을 조절하는지 분석하는 것은 기술적으로 불가능하거나 일부 관련 기술을 연구하는 곳에서만 할 수 있었습니다. 하지만, 최근 seahorse assay와 metabolomics and isotope tracing 등 새로운기술의 개발로 인해 metabolism 연구가 수월해졌고, 그래서 이번 연구에서는 이러한 state-of-art techniques를 사용하여 stem cell dynamics를 좀 더 자세히 알아볼 수 있었습니다. 앞으로 평균 수명이 늘어남에 따라 노화가 metabolism에 어떠한 영향을 주는지와 노화로 변화된 metabolism이 줄기세포 유지에 어떠한 임팩트가 있는지에 대한 연구가 지속해서 많은 관심을 받을 것으로 예상됩니다. 예를 들면 많은 장년 및 노년층이 당뇨병을 겪는다는 현상으로부터 lipid metabolism이 어떻게 줄기세포 유지에 영향을 주는지에 대한 연구를 수행할 수 있을 것입니다. 또, 최근 줄기세포의 epigenetics si

  • Cell Metab.
  • 2020.10.07

• • 김영모(Pacific Northwest National Laboratory)

  Genetic and metabolic links between the murine microbiome and memory

  • Microbiome Published: 17 April 2020, 8, Article number: 53 | https://doi.org/10.1186/s40168-020-00817-w

  • 2020.04

• • 이혜경(National Institutes of Health)

  Progressing super-enhancer landscape during mammary differentiation controls tissue-specific gene regulation

  • Nucleic Acids Res. Published: 04 October 2018 | https://doi.org/10.1093/nar/gky891

  • 2018.10
  • 생명과학

• • 임채석(서울대학교, University of Virginia School of Medicine)

  BRaf signaling principles unveiled by large-scale human mutation analysis with a rapid lentivirus-based gene replacement method

  • Genes Dev. March 15, 2017, 31 (6): 537 - 552 | doi: 10.1101/gad.294413.116

  • 2017.03
  • 의약학

• • 지헌영(연세대학교 의과대학, Harvard Medical School)

  Mutations in sphingosine-1-phosphate lyase cause nephrosis with ichthyosis and adrenal insufficiency

  • J. Clin. Invest. First published February 6, 2017 | doi:10.1172/JCI89626

  • 2017.02
  • 의약학