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[우당탕탕 석사 적응기] 석사 1학기 - 새로운 환경, 그리고 후회
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김지윤
김지윤(Jiyoon Kim) 저자 이메일 보기
연세대학교 의과대학, 가톨릭대학교 의과대학
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152 KB
  CV updated 2020-03-26 11:41
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조회 4760  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
Grasp55−/− mice display impaired fat absorption and resistance to high-fat diet-induced obesity

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

지금까지 골지체 (Golgi complex)에 대한 연구는 단백 수송을 중심으로 진행되어 왔습니다. 하지만 세포 내 주요 물질 중 하나인 지질의 수송 경로에 있어서 골지체의 역할에 대한 연구는 상대적으로 빈약한 상황입니다. 저희 연구진은 골지 단백 중 하나로 알려져 있는 ‘GRASP55’의 genetic knock-out (KO) 마우스를 자체 제작하여 표현형을 살펴보던 중, 체내 지질 축적이 현저히 감소되어 있고 고지방식이 (high-fat diet)에 대해서도 저항성을 보이는 흥미로운 현상을 발견하였습니다 (그림1). 이에 대한 원인을 규명하기 위하여 주요 장기들을 하나씩 살펴본 결과, GRASP55 KO 마우스에서는 정상 마우스와 달리 외부에서 유입된 지질 성분이 소장 상피 세포에서 제대로 흡수되지 못하고, 거대한 크기의 지방 방울 (lipid droplet) 형태로 축적되어 있음을 발견하였습니다 (그림2).

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추가적인 기전 실험들을 통해서 ‘지질 분해 효소 (lipase)’ 로 알려져 있는 ATGL과 MGL이 골지체를 경유하여 지방 방울로 운송되며 특히 ATGL은 GRASP55와 직접적으로 결합한다는 사실을 알게 되었습니다. GRASP55 KO 마우스에서는 GRASP55 단백의 부재로 인하여 lipase의 단백 안정성 및 지방 방울로의 이동, 지방 방울의 분해 (lipolysis)가 저해되고, 결과적으로 ‘킬로미크론 (chylomicron)’의 합성에 문제가 발생하여 체내 지방량이 감소한다는 것을 기전적으로 규명하였습니다 (그림3).

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[그림3, 논문 모식도] 장내 지질 분해를 담당하는 효소인 ‘ATGL’과 ‘MGL’의 지방 방울 (lipid droplet)로의 이동에 골지 단백 중 하나인 ‘GRASP55’가 관여함을 새롭게 발견함. GRASP55가 결여된 동물 모델에서 지질 분해 효소의 세포내 이동에 문제가 발생하여 지방 방울의 분해가 저해되고 이로 인해 킬로미크론(CM) 합성 역시 저해되어 결과적으로 체내 지방 흡수가 감소하게 됨. LD = Lipid Droplet (지방 방울), CM = Chylomicron (킬로미크론), TG = Triglyceride (중성 지방), 소포체 = Endoplasmic Reticulum (ER)

이번 연구 결과를 통해서 골지체 및 골지 단백들이 단백 수송뿐만 아니라 지방 수송에도 중요한 역할을 수행함을 세포 수준과 개체 수준에서 확인하였으며 비만과 연계된 다양한 질병들에 대한 새로운 치료 타켓을 발굴했다는 점에서 의의가 있다고 생각합니다.

[에피소드]

본 연구는 저의 박사학위 논문 주제로 2016년 1월에 처음 시작되었고 최종 마무리까지 만 4년이 걸렸습니다. 처음에는 KO 마우스의 몸 크기가 조금 작은 것 외에는 정상 마우스와의 차이를 발견하지 못해서 결국 20여개의 주요 장기들을 하나씩 살펴 보며 다양한 분자 생물학적 실험들을 4개월간 수행하였습니다. 그 뒤로 약 2년간 소장을 타켓 장기로 하여 그 동안 전혀 해본 적이 없는 지질 관련 실험들을 직접 연구실에서 셋업하며 동시에 논문에 사용될 그림들을 만들었습니다. 2018년 어린이날 Science에 첫 투고를 한 뒤, 예상치 못한 editor review가 1달간 진행된 것이 화근이 되어서 주요 저널들을 순회하며 3개월의 시간을 보냈던 것도 이제는 추억이라고 말할 수 있을 것 같습니다. 하지만 본 저널에서 약 1년 4개월간 진행된 세 차례의 revision과 50여개의 comments는 저에게 적지 않은 해산의 고통을 안겨주었고 하루하루를 전쟁터에서 보내는 것 같았습니다. 이 때문인지 본 논문이 마침내 온라인에 최종 게시되었을 때, 벅차 오르는 감격보다는 그동안의 수많은 실험들이 주마등처럼 지나가며 감회가 새로웠습니다.

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

본 연구는 연세대학교 의과대학 약리학교실에서 시작되었지만 2019년에 제가 가톨릭의대 약리학교실로 기관을 옮기면서 논문의 revision 과정은 가톨릭의대에서 주로 진행이 되었습니다. 연세의대 약리학교실 이민구 교수님은 CFTR, Pendrin 등의 ion channel 연구 분야의 세계적 권위자이시며 깊이 있는 기전 연구를 지금도 활발하게 수행하고 계십니다. 현재 제가 소속된 가톨릭의대 약리학교실에는 총 7 분의 교수님들이 계시며 연구분야는 크게 신경약리와 임상약리, 그리고 제가 맡고 있는 소화기약리 분야로 나누어져 있습니다. 연구실 간의 친목이 잘 다져져 있어서 교실 분위기가 화목하여 협업이 용이한 것이 가장 큰 장점입니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구는 기본적으로 연구자의 지적 호기심을 충족하는 활동이지만, 이것이 단순히 연구자의 자기 만족으로 끝나는 것이 아니라 인류 보건과 국가 발전에 이바지한다는 점에서 연구자로서의 사회적 소명과 사명감을 느낍니다.

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

‘재미’와 ‘결단’, 이 두 가지에 대해서 말씀 드리고 싶습니다. 보람을 추구하는 것보다 중요한 것은 ‘재미’라고 생각합니다. 연구자들의 손에 들려 있는 대부분의 연구 결과물들은 세계 최초인 경우가 많습니다. 이것에 대한 의미와 가치를 안다면 연구활동이 단순히 보람 있는 일을 넘어 재미있는 일이 될 수 있습니다. 또한, 본인이 가장 큰 열정을 가지고 일할 수 있는 주제나 분야를 찾았다면 그것을 기회로 여기고 과감하게 도전해 보라고 말씀 드리고 싶습니다. 저는 박사 학위 전반부에는 단백 수송을, 학위 후반부에는 지질 수송을, 그리고 지금은 골지체와 관련한 암 생물학을 연구하고 있습니다. 처음에는 너무 새로운 분야로 전환하는 것 같아 무모한 도전이라고 생각했습니다. 하지만 지금 돌아보면 그러한 결단들이 있었기 때문에 보다 넓은 시야와 통찰력을 기를 수 있었고 지금의 좋은 결과들이 열매로 맺혔다고 생각됩니다. 남들이 가지 않은 길에는 물론 이유가 있을 것입니다. 하지만 그럼에도 불구하고 내가 그 길을 용기 있게 걸어 간다면 내가 걷는 한걸음 한걸음이 새로운 이정표가 될 수 있습니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 지난 3월 1일부로 가톨릭대학교 의과대학 약리학교실의 조교수로 발령을 받아서 현재 연구원 1명과 함께 연구에 전념하고 있습니다. 어느덧 8년째 연구하고 있는, 이제는 저의 오랜 친구와도 같은 GRASP55에 대한 아직 발표하지 않은 흥미로운 실험 결과들을 토대로 그 동안 사람들이 간과해 온 암 발생 및 진행 과정에서의 골지체와 골지 단백들의 역할에 대해서 여러 공동 연구자들과 재미있게 연구를 진행하고 있습니다. 아직은 사람들에게 생소한 ‘골지 종양학 (Golgi Oncology, Onco-Golgi)’ 이라는 분야가 언젠가 교과서에서 중요하게 다루게 될 날을 기대하며 저의 연구 분야를 차근차근 개척해 나가겠습니다. (연구실 홈페이지 : https://sardius86.wixsite.com/kimlaboratory)

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

먼저 본 논문이 완성되기까지 오랜 기간 동안 많은 지도와 도움을 주신 이민구 교수님과 김혜연 박사님을 비롯한 여러 공저자 선생님들께 다시 한번 깊은 감사의 말씀을 드립니다. 또한, revision을 진행하는 중에 새로운 기관으로 옮기며 연구실과 실험 장비들을 셋업해야 하는 어려운 과정에서 최대한의 배려를 해주신 김성윤 학장님과 성기욱 주임교수님을 비롯한 가톨릭의대 약리학교실 교수님들께 진심으로 감사의 말씀을 드립니다. 지금보다 더 나은 연구와 교육 활동으로 은혜에 보답하겠습니다. 또한, 지금 진행중인 연구 주제에 둘도 없는 큰 조력자이신 김원규 KIST 선임연구원 선생님과 유진이, 수연이, 영식이, 짠더니 연구원에게도 감사의 말씀을 전합니다. 저를 위해서 항상 기도해 주시는 부모님과 동생 지곤이, 장인 장모님, 교회 성도님들, 그리고 사랑하고 존경하는 아내에게 깊은 감사의 말씀을 전합니다. 끝으로 여기까지 인도해 주신 하나님께 영광을 돌립니다.

Category:
등록일 2020-03-27
  댓글 1
회원작성글 shanmdphd  (2020-07-07 16:34)
김지윤 교수님, 뒤늦게 인터뷰 확인하고 글을 남깁니다. 축하드립니다. 그간의 고생이 큰 결실을 맺은 것 같아 기쁩니다~
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