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이헌상
이헌상(Hunsang Lee) 저자 이메일 보기
University of Toronto
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Recognition of Semaphorin Proteins by P. sordellii Lethal Toxin Reveals Principles of Receptor Specificity in Clostridial Toxins

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

이 연구는 거의 똑같아 보이는 독이 어떻게 다른 질병을 유발하는지에 대한 답을 분자적 수준에서 보여준 첫 논문입니다. 이 연구는 토론토 내 functional genomics, microbiology and biochemistry, structural biology 그룹의 공동 연구로 진행되었습니다.

연구에 사용된 TcsL 이라는 독은 흔하지는 않지만 독성 쇼크 신드롬을 일으키는 클로스트리디움 소델리 박테리아 독 입니다. 특이하게도 이 독은 클로스트리디움 디피실의 TcdB 독소와 80% 가까운 homology 를 보이지만 두 독이 야기하는 결과는 매우 다릅니다. TcdB 는 흔하게 장염을 일으키는 반면 TcsL 은 앞서 언급된 희귀하지만 치명적인 쇼크를 유발합니다. 이 차이를 알아보기 위하여 우선 Genome-wide CRISPR knock-out library 를 활용하여 어떤 유전자를 지웠을 때 세포가 TcsL 독에 저항을 가지는 지 확인 하였고 이를 통해 TcsL 이 세포 침투에 사용하는 수용체로 Semaphorin 6A/B 를 특정하였습니다. 후보 수용체로 Semaphorin 6A/B 특정 후 biochemical validation, toxin neutralization, 쥐를 활용한 in vivo assay 및 cryo-EM 까지 일사 천리로 진행되었고 이를 통하여 독 내의 receptor binding interface 를 특정하였습니다. 놀랍게도 TcsL과 TcdB 사이에 존재하는 약 20% 의 차이는 대부분 이 Receptor binding interface 에 있었고 이 부분만 약 10 여개의 Mutation 으로 치환해 주면 이 두개의 독의 수용체를 완전히 바꾸는 것이 가능함을 증명하였습니다.

사실 이 논문은 원래 다른 프로젝트로 공동연구중인 Melnyk 교수님께서 "냉동실에 있는 독이 있는데 다른 스크린 하는 동안 같이 한번 해볼래?" 라고 해서 받아오며 시작되었고 시작부터 끝까지 1년이 조금 넘게 걸린 짧은 연구입니다. 작은 프로젝트로 보일지라도 항상 호기심을 가지고 연구 하다 보면 의외로 흥미로운 발견을 하게 될지도 모르니 항상 주변 사람들과 소통하며 다방면에 관심을 가지다 보면 의외로 큰 발견을 할 수도 있다는 것을 알려주었습니다.

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

토론토 대학 소속 도넬리 연구소에서 현재 포닥과정 중입니다. 이 연구소는 Omics 단위 연구에 주 초점이 맞춰져 있고 많은 유명 PI 들이 근무하고 있습니다. 개인적 의견으로는 Functional genomics & proteomics 분야에서는 최고의 연구소라 생각합니다. 유명한 연구로는 Genetic interaction 기반 Cell map 이 있습니다 (Charlie Boone and Brenda Andrew lab).

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

제가 생각하는 과학자로서의 장점은 어느 정도의 자율성이 보장되며 항상 새로운 무언가에 도전할 수 있고 또 이 도전을 가능하게 해주는 똑똑한 동료 연구자들과 같이 일을 한다는 점 입니다. 동료들과 서로 시너지 효과를 내며 일이 진행 될 때 보람을 느낍니다.

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

당연하겠지만 북미 유명 대학 연구소에는 좋은 포닥 후보자가 세계에서 지원합니다. 커버레터/ 이메일에 정확히 왜 이 연구실에 오고 싶은지, 지원자가 가지고 오는 스킬이 무엇인지 한눈에 안 들어 오면 답변조차 안 한다 합니다. 이름만 바꿔서 10-100군데 보낸 것 같은 메일도 많이 받는다 하니 꼭 가고 싶은 연구실에 보내는 메일은 조금 더 신경 써서 어떤 연구를 보고 알게 되었는지, 어떤 점을 배우고 싶은지 포함해서 준비해 보는게 좋을 것 같습니다. 자신이 가지고 올 기술이나 지식이 가고 싶은 연구실에 도움이 될만한 것 이라면 강조하는 것이 중요하겠지요.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

포닥 과정 중 수행한 연구과제들의 논문을 마무리 지으며 다음 직업을 찾아 제 연구를 진행 해보려 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

우선 Functional genomics, Toxin biology, Ligand-receptor network 연구로 저를 이끌어 주신 지도교수이신 Mikko Taipale 교수님과 Jason Moffat 교수님께 감사드립니다. 이번 공동연구를 같이 놀라운 속도로 진행해 낸 공저자들과 Sickkids PGCRL 연구소의 독 전문가 Roman Melnyk 교수님, Structure 전문가 JP Julien 교수님, 쥐 실험을 직접 도와주신 Daniel Schramek 교수님 께도 깊은 감사의 말을 전하고 싶습니다. 이 연구소에 오기 전 저를 과학자로 성장 시켜주신 김현아 교수님과 졸업 심사 위원 교수님들께도 늘 감사 드립니다.

끝으로 포닥 기간 옆을 지켜준 여자친구 지혜와 지금까지 기초과학자의 길을 갈수 있도록 아낌없이 지원해준 어머니, 형, 동생 및 다른 가족들 에게도 평소에 하지 못한 깊은 감사 인사를 전합니다.

 등록일 2020-07-24
Category: Cell_Biology, Biochemistry, Molecular_Biology
  댓글 1
회원작성글 박광진  (2020-07-09 01:37)
대박 ㅋㅋ 축하해 :)
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광주과학기술원 의생명공학과
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