BioLab
건국대학교 발생유전학 연구실
조경상 교수
연구실 소개
연구실 홈페이지인간을 비롯한 지구상의 모든 생명체들은 특별한 유전암호체계(genetic code)를 가지며 이들의 조합과 발현으로 특성이 부여된다. 즉, 생명체는 유전자들에 의해 프로그램되어 있는 것이다. 또한 생명체는 주어진 환경에 따라 이 유전적 프로그램을 바꾸어 환경에 적응한다. 더 나아가 생명체가 노화할 때나 우리 몸에서 질병이 생겼을 때도 마찬가지로 세포 내의 유전적 프로그램은 바뀔 것이다. 우리 연구실은 이러한 유전적 프로그램을 밝혀(decoding) 생명현상의 원리를 규명하고, 더 나아가 재프로그램(reprogramming)을 통해 질병치료 등에 이용할 수 있는 유전적 기술을 개발하고자 한다.
특히 우리는 초파리(Drosophila)를 이용하여 난치병 원인 유전자의 기능과 이들 유전자가 관여하는 생체 내 기전을 밝힘으로써 난치병의 발병 원인을 규명하고자 한다. 초파리를 이용한 연구는 흔히 질병 연구에 사용되는 세포배양 실험이나 생쥐 모델에 비해 빠른 연구가 가능하다는 장점을 가진다. 또한 초파리는 유전학적 재료로서 그 시스템이 잘 구축되어 있어서 유전학적 스크리닝 등을 통해서 서로 상호 작용하는 인자들을 생체 내(in vivo)에서 찾기 쉽다. 이에 더하여, 초파리 게놈에는 약 74%의 인간질병 원인 유전자 유사체(homologue)가 포함되어 있다. 이러한 이유로 초파리는 난치병 발병의 분자 세포학적 기전을 연구하기에 가장 적합한 모델 중의 하나이며, 초파리를 이용한 연구 결과는 세포배양이나 생쥐 모델을 이용한 연구의 방향성을 제시해 준다.
우리 연구실의 주제는 크게 퇴행성 뇌질환과 노화 연관 유전자 발굴이다.
연구분야
Parkinsons Disease
One of the research goals of our laboratory is understanding the molecular mechanism by which Parkinson’s disease (PD) is caused. To achieve this goal, we use genetic approaches using Drosophila system which is the best developed genetic model.
PD is characterized by typical motor dysfunction and is thought to be caused by the loss of nigrostriatal dopaminergic (DA) neurons that connect the substantia nigra pars compacta (SNpc) to other brain regions. The death of these neurons has been closely linked to oxidative stress. Markers of oxidative damage to lipids, proteins and DNA, as well as mitochondrial DNA deletions, which can be caused by oxidative stress, are significantly elevated in postmortem samples of the SNpc of PD patients.
Among the genes related to PD, DJ-1 is the most closely associated with oxidative stress. Previous studies have demonstrated that DJ-1β loss-of-function mutants are acutely sensitive to oxidative stress and prone to locomotive dysfunction, resembling the phenotypes seen in PD.
Our lab identified a Drosophila homologue of death domain-associated protein (Daxx), Daxx-like protein (DLP), as a mediator of Drosophila DJ-1β mutant phenotypes (Hwang et al., 2013). Our results show that Drosophila DJ-1 protects dopaminergic neurons from oxidative stresses by regulating the subcellular localization and gene expression of DLP, providing a clue to understanding the molecular mechanism underlying oxidative stress-induced neuronal death in PD.
Alzheimers Disease
Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disorder, with typical clinical symptoms including memory loss and changes in personality, and is characterized by extracellular senile plaques, neurofibrillary tangles, neuronal cell death and progressive neurodegeneration. The extracellular plaques predominantly contain amyloid-beta (Aβ) peptides, and important roles of Aβ as a risk factor in the pathogenesis of AD have been suggested.
Through the genetic screening to find AD-associated genetic factors, our laboratory identified several candidate genes which are implicated in the cytotoxicity of Aβ. Now we are characterizing their roles in AD pathogenesis.
Expression of the Down syndrome critical region 1 (DSCR1) protein, an inhibitor of the Ca2+-dependent phosphatase calcineurin, is elevated in the brains of individuals with Down syndrome (DS) or Alzheimer’s disease (AD). However, the roles of DSCR1 on the pathogenesis of AD remain controversial. From the genetic approaches in Drosophila, we found that DSCR1 overexpression exacerbates Aβ42 phenotypes in a Drosophila AD model, which suggests that DSCR1 upregulation or calcineurin downregulation in the brain might exacerbate Aβ42-associated neuropathogenesis in AD or DS.
Aging
Ageing of organisms is under genetic control, and key genes involved in the regulation of ageing and the mechanisms by which these genes control ageing have been identified.
One of the prominent markers of ageing is increased aggregation of a large number of ubiquitinated proteins in muscles of both Drosophila and mouse. However, the molecular mechanism underlying the ageing-associated increased aggregation of proteins is not fully understood.
We are studying the molecular mechanism through which protein aggregation is increased during ageing, and the role of the aggregation of ubiquitinated protein in ageing process.
연구성과
Publications(대표 논문들)
연구실 구성원
지도교수: 조경상
연구교수: 원소윤 박사
Post-doc: 이장호 박사
M.S. / Ph.D. student : 신명철
M.S. student : 최병윤, 원춘옥, 이반석, 신창민, 박영재, 장석희
Contact : 02-450-3424 (Tel.) /
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