초록 ▼

□ 연구개요
세포 내부에서 상분리 현상이 일어나 다양한 소기관을 만든다는 보고들이 최근 나오며 학계에 큰 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 세포 내 상분리 기작의 이해와 생명공학적 응용을 위한 상분리 단백질 스캐폴드 개발을 목표로 하였다. 세포 내 단백질 간의 상호작용을 외부로부터 입사한 빛을 이용하여 제어하는 방식으로 상분리를 유도 하였다. 암질환에서 중요한 역할을 하고, 응집체로써 존재하는 텔로미어와 중심체에 대하여 단백질 스캐폴드를 설계하고, 세포 내에 발현하여 광유전학적으로 제어하였다. 또한 응집체 내부에 존재하는 단백

□ 연구개요
세포 내부에서 상분리 현상이 일어나 다양한 소기관을 만든다는 보고들이 최근 나오며 학계에 큰 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 세포 내 상분리 기작의 이해와 생명공학적 응용을 위한 상분리 단백질 스캐폴드 개발을 목표로 하였다. 세포 내 단백질 간의 상호작용을 외부로부터 입사한 빛을 이용하여 제어하는 방식으로 상분리를 유도 하였다. 암질환에서 중요한 역할을 하고, 응집체로써 존재하는 텔로미어와 중심체에 대하여 단백질 스캐폴드를 설계하고, 세포 내에 발현하여 광유전학적으로 제어하였다. 또한 응집체 내부에 존재하는 단백질들의 다이나믹스를 FRAP 기법을 통해 분석하였다.

□ 구 목표대비 연구결과
텔로미어와 중심체에 위치하는 주요 단백질의 서열과 구조적 특성, 기능 등에 대한 정보를 종합하여 스캐폴드로 사용할 단백질을 선정하였고, 광유전학 단백질을 융합하여 상분리 단백질 스캐폴드를 디자인하였다. 잘 정의된 삼차원 구조를 갖지 않는 무정형 단백질들이 상분리 하는 경향을 보이기 때문에 생물정보적인 예측을 활용하였다. 형광단백질과 광유전학 단백질의 흡광대역을 나눠 이미징과 광학적 활성화를 독립적으로 할 수 있게 하였다. 이 스캐폴드를 유전자 재조합을 통해 제작한 후 세포 내에 발현하였고, 공초점 형광현미경으로 살아 있는 세포를 이미징 하였다. 단백질 스캐폴드의 세포 내 위치를 확인하였고, 청색광을 이용하여 광학적 활성화를 수행하였다. 청색광에 반응하여 올리고머화 하는 광유전학 단백질을 통해 단백질 간 상호작용을 조절하였고, 이로부터 응집체 형성을 제어하였다. 나아가 FRAP기술을 통해 응집체 내부에 존재하는 단백질의 움직임을 분석하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
세포 내 상분리에 대한 연구는 Nature 지에 “biology’s hottest questions”라고 표현될 정도로 학계의 많은 관심을 받고 있는 신생 분야이다. 아직 상분리의 분자 단위의 기작에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있는 상황으로, 향후 세포 내 상분리에 바탕을 둔 응용연구의 장이 펼쳐질 것으로 예상된다. 본 연구에서 탐구한 단백질 엔지니어링을 통한 인공 응집체 형성 제어 기반 기술은 이러한 흐름에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 연구개발의 필요성 ... 5
• 나. 연구목표 ... 5
• 다. 연구범위 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 텔로미어 ... 6
• 나. 중심체 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 11
• 끝페이지 ... 11