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이상배
이상배(Sang Bae Lee) 저자 이메일 보기
Columbia University Medical Center, 현 전북대학교
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Proline Hydroxylation Primes Protein Kinases for Autophosphorylation and Activation

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

본 연구는 2016년 발표된 Nature 논문의 후속 연구로써, hypoxia에 반응하는 세포의 신호전달체계를 밝히는 연구입니다. Hypoxia는 암, 허혈성 질환, 저산소증 등 많은 임상 질환과 연관성이 있기 때문에 향후 본 연구의 내용이 치료법 개발에 좋은 기초 자료가 되리라 생각됩니다. 이번에 발표한 연구내용을 간략히 소개해 보면, 이전 Nature에 보고한 연구결과에서 가능성을 확인했던 CMGC kinase인 DYRK1의 활성이 산소의 농도 변화(Nomoxia vs Hypoxia)에 영향을 받아 조절되는 새로운 기전을 밝힌 연구입니다. 이번 연구를 통해서 DYRK1B의 Proline332 잔기의 hydroxylation이 kinase의 성숙과 활성을 조절하는 것을 확인할 수 있었고, 특히 DYRK1의 prolyl-hydroxylation에 의해서 DYRK1의 활성에 관여하는 번역 후 조절 (post-translational modification, PTM)인 Tyr 잔기의 인산화가 직접적으로 DYRK1의 hydroxylation에 의해서 조절받고 있음을 밝힐 수 있었습니다.

이번 연구결과를 바탕으로 Hypoxia-PHD-DYRK1-ID2-VHL complex-HIFa로 이어지는 전체 신호전달 체계를 구체적이고 명확하게 밝혀낼 수 있었습니다. 특히 이 두 연구 결과는 기존에 명확히 밝혀지지 않았던 VHL complex의 활성 조절 기전을 명확히 보고한 첫 사례입니다. 이렇게 하나의 새로운 신호체계를 규명한 점이 큰 의의가 있는 연구 결과입니다. 또한 CMGC kinase에 속하는 다양한 인산화효소들이 DYRK1과 거의 동일한 분자조절 기전을 통해서 조절되고 있음을 확인함으로써 향후 지속적인 연구를 통해서 산소의 농도 변화에 따른 활성이나 신호전달체계의 변화 및 조절기전을 새롭게 밝혀낼 수 있을 것으로 생각됩니다. 이번 연구는 Columbia University에서 진행하던 연구를 전북대에 전임교원으로 임용되면서 전북대에서 기존 그룹과 함께 공동연구를 진행하여 마무리할 수 있었습니다. 연구 진행 중에 미국에서 한국으로 돌아오고 저만의 새로운 실험실을 구축해가며 직접 실험도 진행하며 바쁘게 움직였습니다. 힘들었지만 좋은 기억으로 남을 것 같습니다.

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

박사 후 연구원으로 연구를 주로 진행했던 Institute for Cancer Genetics (ICG)는 Columbia university medical center에 소속된 Herbert Irving Comprehensive Cancer Center (ICRC)의 한 연구기관으로 많은 연구자들이 밤낮없이 연구하는 굉장히 활기찬 곳입니다. 위치상으로는 뉴욕 맨하탄 북쪽에 위치해 있으며 다소 거칠지만 대도시의 인프라와 볼거리가 가득한 곳입니다. 학교 전체적으로도 그렇지만 ICRC에는 특히 논문에서 이름만으로 접해보았던 저명한 연구자들이 포진되어 함께 세미나 등을 통해 많은 연구 토의와 공동연구가 진행되고 있는 곳입니다. 저의 멘토인 Dr. Antonio Iavarone와 Dr. Anna Lasorella 또한 암과 신경발달 분야에서 큰 영향력을 미치고 있는 분들로 안정적인 재정을 통한 지원과 연구에 대한 많은 토의를 통해 제가 한 명의 독립된 연구자로 발전할 수 있도록 많은 도움을 주셨습니다.

2019년 9월부터는 전북대학교 생명과학과에서 새롭게 연구실을 셋팅하고 있습니다. 올 3월에 한국연구재단에서 연구비를 지원받아 현재는 안정적으로 연구를 진행할 수 있게 되었습니다. 이번 연구논문은 미국에서 진행하던 일을 제 연구실에서 공동연구를 통해 마무리할 수 있었습니다. 앞으로 새로운 학생들과 함께 새로운 연구 주제들을 지속적으로 개발하고 향후 함께 일할 동료로 성장해가면 좋겠습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

처음에 호기심으로 시작했던 연구활동이 지금은 직업이 되었습니다. 지금까지 연구를 진행하면서 연구를 마무리해서 얻는 큰 기쁨과 함께 필연적으로 많은 스트레스와 시간 그리고 희생이 필요했습니다. 저뿐만 아니라 많은 연구자들이 이와 같을 것입니다. 앞으로도 힘든 연구자의 길이 진행되겠지만 좋아하는 일을 계속 할 수 있고 함께 동행할 동료 그리고 앞으로 제 연구팀에서 함께할 학생들과 함께 지치지 않고 연구를 잘 진행하였으면 좋겠습니다.

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

다른 많은 분야에도 해당되겠지만 연구를 한다는 것은 좋은 결과보다는 그렇지 않은 답보의 시간이 훨씬 길게 다가옵니다. 명확한 목표와 의지를 가지고 꾸준히 할 수 있는 자신감을 가지고 도전하셨으면 좋겠습니다. 그리고 주위의 많은 교수님, 선후배들과 끊임없이 토의하고 조언에 귀 기울이면 많은 도움이 되리라 생각합니다. 그리고 목표와 의지가 확실해 졌다면 망설이거나 주저하지 마시고 적극적으로 도전하시기 바랍니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

전북대학교 생명과학과에서 새롭게 연구실을 시작하게 되었습니다. 우선, 기존 연구 경험을 바탕으로 뇌종양과 의생명과학 연구에 초점을 맞춰 연구주제를 발전시켜 나가고자 합니다. 생화학, 분자 생물학적 연구방법을 기초로 신경줄기세포 (neural stem cells, NSCs)와 암줄기세포 (Cancer stem cells, CSCs)를 조절하는 새로운 신호체계들을 밝히고, 이러한 정보들을 바탕으로 새로운 치료법과 진단기술을 개발하고자 합니다. 두 번째로, 현재 공동 연구 그룹을 구성하여 근육감소증 (Sarcopenia) 관련 연구를 계획하고 있습니다. 근육감소증에 줄기세포와 신경세포 그리고 근육 세포 사이의 상호 연관성 및 발병기전을 우선 밝히고 치료 전략을 개발하고자 합니다. 이 외에도 분야에 한정하지 않고 제 연구와 관련된 다양한 연구 분야에 도전해 나가고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

이번 인터뷰를 통해서 고마운 분들께 감사의 인사를 전하고자 합니다. 이번 연구를 마무리 하면서 여러가지 어려운 상황들이 많았는데 이해해주고 지난 미국에서의 연구를 지원해준 Dr. Iavarone와 Dr. Lasorella 교수님께 감사인사를 드립니다. 또한, 박사과정 동안 지도해 주신 안지인 교수님께 감사의 인사를 전하고 싶습니다. 그리고 연구뿐만 아니라 많은 고민들을 함께 해준 김경진 교수님, 류동렬 교수님, 이경훈 교수님, 주경민 교수님, 강종순 교수님, 이창우 교수님, 이자일 교수님, 한규동 교수님, 김충권 박사님, 하근형 박사님, 서우영 박사님, 고효림 박사님, 그리고 이곳에 적지 못한 많은 교수님/박사님들 그리고 자주 얼굴을 보지 못하지만 항상 응원해주는 친구들에게도 감사의 인사를 전합니다.

마지막으로 오랫동안 뒤에서 묵묵히 지켜봐 주신 가족 모두에게 감사의 인사를 전합니다.

 등록일 2020-07-31
Category: Molecular_Biology, Biochemistry
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