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현서강
현서강(Seogang Hyun) 저자 이메일 보기
서울대학교
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Conserved MicroRNA miR-8/miR-200 and Its Target USH/FOG2 Control Growth by Regulating PI3K
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

microRNA의 biogenesis나 action mechanism (어떻게 target gene 발현을 repression 하는가? / 어떤 target gene을 repression 하는가? / 어떤 target gene reression이 biological significance를 가지는가?) 이 점점 많이 알려지고 있고 있지만 아직까지 완전히 이해하고 있지는 못한 상태입니다. 또한 아직까지 microRNA 가 생명체내에서 무엇을 하는가? 더나아가 도대체 microRNA가 생명체 내에서 왜 존재해야 하는가? 등등 이런 근원적인 물음에 대해서도 아직 확실하게 대답을 얻지 못하고 있는 현실입니다. 저희도 또한 이런 의문점들에 대한 더 깊은 이해를 하고 싶었고 이를 위해 몇몇 보존도가 높은 microRNA의 생명체 내에서의 역할을 초파리 model system을 이용한 study를 통해 조금이나마 실마리를 얻고자 하였습니다.

초파리의 mir-8 microRNA 는 사람에서 부터 꼬마선충에 이르기 까지 모두에서 존재하는 microRNA입니다. 그리고 초파리에는 mir-8 하나만 존재하지만, 사람에게는 mir-8 homolog가 5개 존재하고 이를 mir-200 family microRNA 라고 합니다. 저희는 drosophila screening 과 human cell proliferation 관찰을 통해 mir-8/mir-200 microRNA가 cell 의 증식을 촉진 시키는 성질이 있다는 사실을 관찰하고 연구를 시작하였습니다. 연구 결과 mir-8 가 없는 초파리는 유충에서 부터 개체 성장이 더디고 최종 성체가 됬을때 body size가 정상에 비해 작다는 사실을 봤고, mir-8이 특히 초파리 유충의 지방세포에 유난히 많이 발현됨을 관찰했습니다. 그런데 Paper work을 통해 초파리의 지방세포가 Nutritional sensing/Energy metabolism/Organismal growth에 매우 중요한 기관이고 insulins signaling을 통해서 이러한 일이 일어난다는 것을 알게 되었고, 실험결과 mir-8이 정말 지방세포에서 insulin siganling (특히 PI3K)을 조절한다는 것을 발견했습니다.

하지만, 보다 구체적인 분자수준에서의 mechanism을 알기 위해서는 결국 mir-8이 어떤 유전자를 target함으로서 이런일을 하는가를 알아야만 했습니다. 여기서 부터가 상당히 어려운 일이었는데, 왜냐면 target 예측 프로그램을 통해 수많은 candidate target을 얻을 수 있지만 여기서 어떤 target gene이 growth 조절에 참여하는지를 찾아야 하기 때문입니다. 그 유전자를 찾기 위해 초파리와 사람에게서 target candidate을 각각 뽑아 서로 공통적으로 target으로 강하게 예측되는 유전자를 뽑아 일일이 rescue 실험을 수행하였고 운이 좋게도 초파리 ush이라는 유전자를 찾을수 있었습니다. 그런데 놀랍게도 ush의 human homolog인 FOG2도 역시 human cell growth를 조절하는 것을 발견했습니다.

하지만, 문제는 ush/FOG2가 insulin signaling을 조절한다는 학계보고가 없기때문에, mir-8/mir-200이 ush/FOG2를 통해 어떻게 insulin signaling을 조절하는지는 여전히 수수께끼 였습니다. 기존 알려지기로는 ush/FOG2가 핵내에서 transcriptioanl corepressor로 작용한다고 말하고 있어서 저희도 처음에는 아마 ush/FOG2에 의해 발현되는 어떤 유전자가 insulin signaling을 직접조절하지 않을까 생각했습니다. 하지만 저희가 test한 human cell line에서 FOG2가 이상하게 cytoplasm에 많이 존재함을 관찰했고, IP 실험 및 biochemical 실험을 통해 놀랍게도 FOG2가 PI3K subunit에 direct 하게 binding할수 있고 이것이 PI3K 의 활성을 저해한다는 것을 알게 되어서 논문을 마무리 할수 있었습니다.

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

저희실험실은 김빛내리 교수님 지도하에 bk교수1명, postdoc 3명, 박사과정학생 10명, 연구원 2명으로 이뤄진 이제 꽤 규모가 커진 실험실입니다. 많은 분들이 아시다 시피 김빛내리 교수님께서는 microRNA 연구 초창기에 Drosha 라는 microRNA biogenesis내 핵심 단백질을 발견하셨고, 계속적인 훌륭한 업적과 활발한 학술 활동을 통해 이제는 microRNA biogenesis/regulatoin 방면에서 세계적인 대가로 공인받고 계십니다. 지금은 microRNA 뿐만 아니라 bioinformatics, biophysics, drosophila genetics 등등 새로운 방법들을 통해 RNA 전반에 관한 다양한 연구를 활발히 추구하고 있는 랩입니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저는 학위과정때 초파리 genetics/neurobiology를 했었지만, 초파리가 참 재밌기는 한데 초파리에서의 연구결과가 사람에게 어떻게 될지 확인하고 싶은 아쉬움이 항상 있었습니다. 이번 연구를 통해 초파리에서 발견한 유전자가 사람에게서도 똑같이 작용한다는 것을 확인했을때 참 흥분되고 뿌듯함을 느꼈습니다. 그리고 교수님을 비롯하여 연구원 대부분이 insulin signaling에 전문가는 아니었지만 연구원들 모두 치열하게 공부하고 reasoning 하여 하나의 story를 완성할수 있었던 것에 자부심도 생기는듯 합니다.

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

주위의 많은 과학자들을 보고 들어보면 과학을 하는데 있어서 자기 나름대로 추구하는 철학들이 다 다름을 느낍니다. 짧으나마 제 연구경험을 바탕으로 제가 후배님들에게 드리고 픈 조언은, 실험을 할때 항상 거시적인 시각으로 보고 판단하라는 것입니다. 지금 자기가 하고 있는 일만 편협하게 알려고 하지 말고 좀더 넓게 보고 다양한 정보의 input을 받도록 노력하는 것이 중요한것 같습니다. 그러면 우물안 개구리에서 벗어나, 자기가 하는 연구가 어느정도 가치 있는 일인지, 그리고 지금 하고 있는 실험이 어떤 방향으로 나아가야 할지 길이 보일수 있을 것이라 생각합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번연구를 하면서 Enegy metabolism/homeostasis 그리고 insulin signaling과 연계된 노화연구에 상당히 관심을 많이 갖게 되었습니다. 제가 앞으로 lab을 갖게 된다면 microRNA/non coding RNA의 본질 탐구 및 posttranscriptional gene regulation , 그리고 metabolism/aging 쪽으로 초파리및 사람세포를 대상으로 연구를 계속 해 보고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

저는 참 운이 좋았던 것 같습니다. 우리나라에서 내놓으라 하는 최고의 과학자들 밑에서 과학을 배울 기회를 가졌기 때문입니다. 제가 철부지때 부터 박사때까지 저를 지도해 주셨던 김재섭선생님, 지금 현재의 저의 mentor이신 김빛내리선생님, 이번 연구에 많은 도움을 주신 정종경선생님께 깊은 감사를 드립니다. 또한 제 석사때 지도 교수님이시자 이번 초파리 연구에 많은 도움을 주신 임정빈선생님께도 깊은 감사를 드립니다. 마지막으로 밤늦게까지 일하느라 제대로 챙겨주지도 못했지만 잘 참아준 제 아내, 항상 저를 응원해 주시는 부모님, 그리고 복덩어리 제 아들에게도 큰 감사의 마음을 전합니다.
 등록일 2009-12-17
Category: Cell_Biology, Biochemistry, Molecular_Biology
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