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김현진
김현진(Hyun Jin Kim) 저자 이메일 보기
POSTECH
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Nanoscale imaging reveals miRNA-mediated control of functional states of dendritic spines

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

Micro RNA는 짧은 (약 22개의 뉴클레오 타이드) non-coding RNA로 특정 mRNA와 결합하여 단백질의 발현을 직접적으로 조절함으로써 생물학적 기능 조절에 있어 중요한 요소로 대두되고 있으며 특히 뇌에 특이적인 micro RNA들이 많이 동정이 되면서 신경세포에서 이들의 역할 규명이 어느때 보다 필요한 상황이지만 소량 존재하는 micro RNA들의 정확한 분포와 그 변화들을 증폭 없이 살펴보기에는 한계가 있었습니다. 그래서 본 공동연구팀이 이전에 개발 하였던 AFM을 통한 나노 수준의 microRNA mapping 기법을 접목하여 신경세포 기능의 핵심 구조인 시냅스를 이루는 수 마이크로 크기의 수상 돌기 구조체에서 아마도 세계 최초로 증폭없이 돌기 목 부위에 대부분 분포하고 있는 miR-134 분포를 시각화 하였습니다. 또한 작은 차이 이지만 활성 및 기능적 상태에 따른 유의미한 차이를 관찰 할 수 있었으며 이는 microRNA가 신경 가소성에 있어 중요한 역할을 하고 있음을 제시하였습니다.

이번 연구는 miR-134에 국한된 연구이지만 수많은 연구팀들이 뇌 에서 일어나고 있는 많은 현상들을 microRNA를 통해 이해하려고 시도하는 현 시점에서 본 연구가 시사하는 바가 크다고 생각하며 향후 이러한 정밀한 기법들을 이용하여 수많은 종류의 microRNA분포를 신경세포 유형과 그 하위 구조에서 확인 하고 그에 맞는 접근 방법을 구축 한다면 정확하고 효율적으로 microRNA의 역할을 이해하고 적용할 수 있을 것으로 생각합니다. 또한 향후 AFM 기법이나 이미징 기법 등의 발전과 정밀한 microRNA의 발현 조절 기법이 뒷받침이 된다면 갈수록 증가하는 정신질환에 있어 세포 수준에서의 진단 및 치료에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 전망합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

이번 연구는 포항공과대학교 생명과학과 김정훈 교수님 연구실과 화학과 박준원 교수님 연구실의 공동 연구이며, 저는 김정훈 교수님 연구실, 분자 신경과학 연구실 (홈페이지 Https://www.joungkim-lab.com) 소속으로 학습과 기억에 있어 신경세포의 분자적 변화들을 추적하고 동정하여 이를 통한 실제 행동 제어를 목표로 하고 있습니다. 그래서 대표적으로 공포 기억과 중독 기억에 관련된 학습과 기억 메커니즘을 다루고 있으며 이를 위해 분자 생물학적, 전기 생리학적 실험 기법들을 바탕으로 광-유전학과 활성 신경세포 표지 기법 등을 접목하여 단일 신경 세포부터 특정 기억과 관련된 세포 군집 및 네트웍크 수준까지 아우르는 이해를 얻고자 노력 하고 있으며 더 나아가 축척 된 지식들을 바탕으로 행동 변화까지 살펴 보고 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

우리의 뇌는 독특한 복잡성 때문에 상대적으로 다른 생물학 분야들 보다는 한계점들이 많았던 분야이지만 최근 이룩한 기술적 혁신들 (예, 광유전학 및 투명화 기법) 덕분에 장벽들이 조금씩 무너지고 있는데 이는 모두 다학제간 연구를 통해 가능하게 된 것이라 생각합니다. 본 연구 또한 서로 다른 분야의 공동 연구 이었기에 기존의 제약을 넘어 설 수 있었다고 생각하며 이러한 선을 넘는 연구들에서 얻어지는 새로운 이해들은 자연에 더욱 겸허해지게 만들지만 연구자들을 흥분하게 만들고 앞으로 더 나아가게 하는 원동력이 됩니다. 뇌 연구에 있어 다학제간 연구가 어느 때 보다도 활발한 지금, 많은 신경과학자들의 도움으로 우리의 뇌를 좀더 깊이 이해하고 는데 도움이 될 수 있길 소망합니다.   

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

제가 신경과학을 시작하게 된 계기는 '모든 것은 마음가짐에 달렸다'라는 일체유심조(一切有心造)'를 증명해 보겠다고 호기롭게 뛰어 들었는데 아직도 갈 길은 멀지만 신경 세포들을 들여다 보는 하루하루가 나 자신을 알아가는 것과 같다는 생각을 많이 합니다. 이러한 측면에서 신경과학은 철학과 심리학과도 많이 이어져 있는데 실제로 지금도 신경과학 분야에서의 많은 연구들이 철학적 명제에서 시작하기도 하며, 실험 동물을 통해 이루어지는 수 많은 행동 실험들은 심리학에서 고안된 기법들이 많이 적용되고 있습니다. 그래서 기본적으로 생물학적 소양도 중요 하겠지만 특별히 철학과 심리학에도 관심을 가지시면 더욱 좋을 것 같습니다. 또한 신경세포의 특별함 중에 하나인 전기적 성질들은 물리나 전기-전자 같은 분야와 접목되면 또 다른 시각으로 뇌를 바라 볼 수도 있습니다. 즉 신경과학은 어떠한 분야와도 함께 할 수 있는 아주 매력적인 분야이지만 아직 이해하지 못한 부분이 너무 많은 분야입니다. 그래서 많은 분들이 신경과학 분야에 뛰어 들어 주셨으면 합니다.
 
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번 연구를 바탕으로 현재 진행하고 있는 약물 중독과정에서 microRNA들이 어떻게 신경세포 구조 가소성에 역할을 하는지 살펴볼 계획입니다. 

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

올해로 신경과학에 입문한지 10년이 되는 해에 뜻 깊은 인터뷰를 하게 되어서 제 자신에게도 특별 한데요 그 과정들에 헌신적으로 지도 해주신 지도 교수님들께 늘 감사드리며 함께 고생한 박익범 박사와 열정을 함께 불태우고 있는 실험실 동료들에게 고맙다는 말을 하고 싶습니다. 끝으로 노벨상을? 탈 거라며 늘 믿어주고 응원해주는 아내와 커서 과학자가 되겠다는 아이에게 사랑한다는 말을 전합니다.
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 등록일 2019-05-09
Category: Neuroscience
  댓글 4
회원작성글 요메이  (2019-05-07 13:33)
멋집니다 선배!
열정 가득 현진선배!

너무너무 축하드리고
앞으로도 응원합니다!
회원작성글 Dopamine  (2019-05-09 16:07)
고생많으셨어요.
그리고 축하드려요!
MNS를 빛내주셔서 감사합니다!
앞으로도 좋은결과 많이 내시길 바랄게요 ^^
회원작성글 D1CreTdTomato  (2019-05-09 16:21)
샘!
MNS에서 선생님과 함께 일을 하게되면서
배울 점이 많은 분을 만난 것 같아 참 감사하다고 생각하고 있었는데
그렇게 열심히 노력하셨던 시간들이 좋은 결과들로 맺어지는 걸 보니 제가 괜히 더 기분이 좋습니다.

매우, 무척, 축하드리고, 앞으로도 건강하게 화이팅 하시길 기원하겠습니다.
회원작성글 김진길  (2019-05-14 18:10)
왜 내한테 고맙단말 없노? 어?
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