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임주현
임주현(Juhyeon Lim) 저자 이메일 보기
University of Southern California
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298 KB
  CV updated 2021-09-06 12:36
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Phosphoenolpyruvate depletion mediates both growth arrest and drug tolerance of Mycobacterium tuberculosis in hypoxia

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

결핵 (Tuberculosis)은 결핵균 (Mycobacterium tuberculosis)이 포함된 기침 또는 재채기를 통해 호흡기로 감염되는 질병입니다. 현재까지 여러가지 결핵치료제가 개발 되었지만, 아직까지도 결핵 치료에는 최소 6개월에서 최대 18개월 이상 걸리는 Long-term drug therapy 필요합니다. 결핵균은 여러가지 Stress (Low oxygen, ROS, Antibiotics 등) 상황에서 Dormant state에 들어가며, Dormant state 상황에서는 항생제의 내성을 갖게 되어 결핵 치료에 오랜 기간 치료가 필요로 합니다. 그래서 여러 많은 연구자들은 결핵균이 어떻게 Dormant state에 들어가고, 유지하는지에 대한 연구하고 있습니다.

본 연구에서는 Hypoxia model을 이용하여, 결핵균 내의 Metabolites을 Liquid chromatography–mass spectrometry (LC–MS)를 이용하여 분석하였습니다. 그 결과 Dormant state에서 Glycolysis pathway metabolite인 Phosphoenolpyruvate (PEP)가 replicating state와 비교하여 Detection 되지 않을 만큼 떨어지는 것을 확인 할 수 있었습니다. 특히, 이전 연구에서 PEP는 Intracellular ATP를 생성하고, 균의 peptidoglycan을 형성하는 중요한 첫번째 Metabolite입니다. 저희는 Dormant state 결핵균에 PEP를 첨가하였을 때, Dormant state 결핵균을 Metabolically 그리고 Physiologically replication state로 변환 된다는 것을 확인하였고, 이로 인해 항생제 감수성도 증가한 것을 확인하였습니다..

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

제가 지금 연구하는 곳은 미국 University of Southern California Keck Medical school에 어형진 교수님 연구실로 Metabolomics를 이용하여 다양한 (Virus, Neuroscience, Diabetes 등) 연구자들과 공동연구를 진행하고 있습니다. 특별히 저희는 결핵균을 이용한 결핵 연구를 진행하고 있으며, 결핵균의 Dormant state에서 Cell wall 그리고 Metabolic remodeling을 연구하고 있습니다.

결핵균의 Metabolomics profiling을 통한 새로운 치료제 개발과 Host immune metabolism을 연구하여 결핵균의 새로운 Biomarker를 찾는 것을 최종 목표로 두고 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

숨겨진 것을 찾는다는 마음으로 연구에 임하고 있습니다. 생각보다 복잡한 생명과학이라는 분야는 감히 인간이 모두를 이해 할 수는 없지만, 전체를 이해하기위해 가장 기본적인 기초과학부터를 이해하는 것이 중요하다고 생각하고 있습니다. 연구 과정이 마냥 즐겁지만은 않지만 힘든만큼 보람있는 이 작업들이 제게는 지속할 수 있는 원동력입니다.

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

결핵연구는 꽤나 매력있는 연구라 생각듭니다. 결핵이 많은 치료제로 인해 더 이상 큰 질병이 아니라고 여겨지지만 사실은 여전히 소리없이 인류의 생명을 위협하는 감염성 질병입니다. 결핵균은 오랜 시간동안 사람에 적응하여, 대사 (metabolism)를 필요에 따라 영리하게 조절하는 균입니다. 면역체계 또는 항생제 방어를 위해 대사 상태를 변화시키고 조절합니다. 결핵균을 이용한 대사체학 (Metabolomics)은 균들의 대사를 이해하고, 변화시켜 항생제에 감수성 증가 또는 항생제 내성을 줄일 수 있는 무한한 가능성을 두고 있는 연구분야입니다.

한국에서는 대학원을 가려는 학생들이 많이 줄고 있다고 들었습니다. 연구는 당장 눈에 보이는 결과보다 긴 기다림이라는 시간을 버텨 내야하기 때문일 것입니다. 저 또한 분야를 두고 많은 고민을 했지만 정말 자신이 하고 싶고 지키고 싶은 꿈이 있다면 어떠한 어려움도 이겨낼 수 있다고 생각합니다. 과학인을 꿈꾸는 모든 한국을 빛낼 이들의 결정을 응원합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번 논문을 바탕으로 이어서 결핵균의 Reactivation에 관한 연구를 계획하고 있습니다. Dormant status로 들어간 결핵을 이해한 것을 넘어 어떠한 대사변화가 Reactive status로 유도되어 지는지 연구해 볼 생각입니다.

결핵의 Reactivation은 거의 연구가 되어있지 않아 새롭게 개척해 나가야 할 연구부분 입니다. 하지만 중요한 연구 분야로써 결핵균의 Transmission을 방어하고 결핵을 종식 시킬 수 있는 연구주제 입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

이번 논문은 제게 많은 것들을 가져다 주었습니다. 프로젝트를 진행하는 동안 저는 한 아이의 엄마가 되었고 육아와 함께 연구하게 되었습니다. 힘들거라 생각했던 막연한 두려움 들은 아이가 주는 행복으로 힘입어 연구를 더욱 지속할 수 있었습니다. 그리고 이렇게 한빛사에 소개가 되어 더 없이 기쁩니다.

보이지 않는 나의 가족 author들에게 감사의 인사 전하고 싶습니다. 그리고 이렇게 좋은 논문으로 저를 소개할 수 있게 도와주신 어형진 교수님께도 감사의 인사 전합니다. 해외에서 가족으로, 지도교수님으로 함께해주셔서 감사합니다. 코로나로 가족들을 여유롭게 볼 수 없지만 늘 응원해 주고 기다려 주시는 한국의 부모님께도 감사드리고 자랑스러운 딸이 되도록 자부심 가지고 연구하겠습니다.

끝으로 앞으로 더 많은 연구지원들이 이루어져 기초과학연구에도 많은 도움이 되길 바랍니다.

#Tuberculosis #Mycobacterium tuberculosis #Metabolomics
Category: Microbiology
등록일 2021-09-13
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ORCID ORCID 0000-0002-9483-2611
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