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안현규
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CASP9 (caspase 9) is essential for autophagosome maturation through regulation of mitochondrial homeostasis

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

본 연구는 세포사멸(programmed cell death)의 한 종류인 아폽토시스(apoptosis)에 작용하는 개시분자(initiator)인 카스페이즈9(caspase9)의 활성화가 오토파지의 오토파고좀 성숙(autophagosome maturation) 단계를 조절한다는 내용입니다. 이전의 연구에서는 카스페이즈9의 역할이 아폽토시스에 제한적이었지만, 최근 연구에서 카스페이즈9가 발달과정, 세포분화 등에 관여한다는 내용이 보고되었습니다.

저희 연구실에서는 인슐린결핍에 의한 오토파지 세포사멸(autophagic cell death)에 대해 연구하고 있었고, 이 과정에서 카스페이즈9가 활성화 되는 것을 확인하면서 본 연구가 진행 되었습니다. 카스페이즈9 결손에 의해 오토파지(autophagy flux)가 정상 세포에 비해 감소되어 있는 것을 확인할 수 있었으며, 오토파고좀 성숙, 특히 closure 단계에 영향을 미쳐 불완전한 오토파고좀이 만들어지는 것을 확인 하였습니다. 카스페이즈9 결손 HeLa 세포에서 미토콘드리아의 ROS발생이 감소 되어있는 것을 확인하였고, 아미노산 결핍 상태에서도 ROS의 생성이 저하 되어있는 것을 확인할 수 있었습니다. 오토파지를 활성화 시키기 위한 적절한 ROS공급이 이루어지지 않으면서 오토파지의 elongation과 maturation 과정에 관여하는 ATG3의 활성화가 제대로 일어나지 않아 오토파고좀의 closure가 제대로 작동하지 않는다는 것을 확인 하였습니다.

이를 통해 ATG3-ATG8 결합이 효율적으로 진행되지 않으면서 오토파고좀의 봉합이 늦어지고 리소좀과의 결합이 늦어지면서, 그 결과로 생겨난 미성숙한 오토파고좀의 수명이 정상 상태에 비해 카스페이즈9 결손 세포에서 약 2배정도 증가되며 오토파지가 저하되는것에 대하여 보고 하였습니다. 이 연구를 바탕으로 아직까지 제대로 알려지지 않은 아폽토시스와 오토파지간의 상호 조절인자에 대한 깊은 연구를 수행하기 위한 발판을 마련하였다고 생각합니다.

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

저는 현재 디지스트 뇌?인지과학전공 유성운교수님 실험실에서 박사과정을 진행하고 있습니다. 저희 Neuronal Cell Death 실험실에는 15명의 학생이 있으며, 정신적 스트레스에 의한 해마신경줄기세포의 사멸과 신경발생 감소 기전을 연구하고 있으며, 해마신경줄기세포 사멸이 우울증 등 정신질환과 치매와 같은 퇴행성 뇌질환의 발병에 어떻게 연관되어 있는지 연구하고 있습니다. 또, 미세아교세포의 신경염증과 신경행동 조절 기전에 대해서도 연구하고 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

처음 이 주제로 연구를 수행할 때 참고할 문헌이 부족했던 부분이 힘들었지만, 새로운 부분에 대하여 스스로 실험을 진행하고 문제점을 찾아 가면서 많은 것을 배울 수 있었던 계기가 된 것 같습니다. 그리고 모든 실험이 생각한대로 진행되지 않을 수 있다는 것도 많이 느꼈으며, 연구를 진행할 때 여러가지 가능성을 고려하여 실험을 디자인 해야 한다는 것 또한 배울 수 있었습니다.

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

기초과학 분야가 대중에게 상당히 어려운 부분이라는 것을 이번 기회에 알게 되었습니다. 하지만 열정을 가지고 끊임없이 노력한다면 분명히 좋은 결과를 얻을 수 있게 될 것이고, 꿈을 향해 한 걸을 더 나아갈 수 있을 것으로 생각됩니다. 더욱더 많은 사람들이 생명과학 분야에 관심을 가져 주셨으면 합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재 실험실에서 오토파지와 아폽토시스간의 상호전환 기전을 연구하고 있는데, 카스페이즈9를 통한 좀더 깊은 연구를 진행중에 있습니다. 카스페이즈9의 번역 후 수식에 따른 활성화 조절이 오토파지사멸과 아폽토시스간의 전환에 중요한 역할을 할 것으로 생각하고 있으며, 나아가 in vivo 사멸 전환 모델을 확립할 수 있을 것 이라 기대됩니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

먼저 이 연구를 마무리 할 수 있도록 잘 지도해주신 유성운 교수님께 감사의 말씀을 드립니다. 연구를 진행하는 동안 많은 도움을 준 팀 선?후배들 그리고 실험실원들에게도 감사의 말을 전하고 싶습니다. 또한, 석사기간동안 지도해주신 이영춘 교수님께도 감사드리며, 학위과정을 열심히 진행할 수 있도록 많은 지원을 해주신 아버지, 어머니 그리고 동생에게도 감사의 말을 전하고 싶으며, 힘든 시간 말없이 함께 해준 여자친구 에게도 감사의 말을 전하고 싶습니다. 마지막으로 저를 응원해주신 모든 분들께 감사의 말씀 드립니다. 앞으로도 목표하는 것을 위하여 더 열심히 노력하도록 하겠습니다.

 

 등록일 2019-12-24
Category: Cell_Biology
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