초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 시냅스접착복합체들 (trans-synaptic adhesion complex - PTPδ/IL1RAPL, PTPδ/IL1RAcP, MDGA/Neuroligin 등) 의 3차원 분자구조연구를 통해 서로간의 결합에 중요한 핵심 분자코드를 밝혀내고, 이들 시냅스접착단백질 결합에 의해 유도되는 시냅스형성을 위한 세포 신호전달의 분자적 메커니즘을 밝혀, 관련 뇌질환의 병인규명과 치료제 개발을 위한 신규 기반 지식을 제공하고자 함.
이를 위해 각각의 시냅스접착 단백질들의 ectodomain을 대량발현, 정

□ 연구개요
본 연구과제는 시냅스접착복합체들 (trans-synaptic adhesion complex - PTPδ/IL1RAPL, PTPδ/IL1RAcP, MDGA/Neuroligin 등) 의 3차원 분자구조연구를 통해 서로간의 결합에 중요한 핵심 분자코드를 밝혀내고, 이들 시냅스접착단백질 결합에 의해 유도되는 시냅스형성을 위한 세포 신호전달의 분자적 메커니즘을 밝혀, 관련 뇌질환의 병인규명과 치료제 개발을 위한 신규 기반 지식을 제공하고자 함.
이를 위해 각각의 시냅스접착 단백질들의 ectodomain을 대량발현, 정제를 통해 시냅스접착단백질 복합체를 생산하여 구조 규명에 활용함. 시냅스접착 복합체의 3차원 분자구조 규명을 위해 국내에서 처음으로 바이오투과전자현미경을 이용한 단백질 구조 분석법과 단백질결정학 기술을 상호보완적으로 활용함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 시냅스접착 복합체 구조연구와 구조기반 기능연구를 통해 시냅스의 초기형성, 시냅스 분화 및 성숙 기전 관련 해결되지 않은 많은 질문들과 시냅스접착단백질들의 분자작용기전에 대한 명확한 해답을 찾고자 함.
시냅스접착단백질 복합체의 대량생산, 정제, 결정화, 고해상도 회절데이터 수집을 통한 복합체 3차 분자구조 규명을 계획하였고, 실제로 곤충세포를 이용한 복합체 단백질 발현 및 정제를 거쳐 원자 수준의 PTPδ/IL1RAPL1 복합체 및 MDGA1/Neuroligin2 복합체 3차 구조를 규명함.
또한 시냅스접착 단백질 간 결합에 유도되는 시냅스형성 분자기전 모델 제시 및 시냅스접착 복합체 3차 분자구조를 통해 서로 간 결합에 필수적인 핵심 분자코드를 규명함. 뿐만 아니라 단백질 결정학 방법에서는 제한적인 시냅스접착 단백질의 동적인 형태를 바이오투과전자현미경을 이용한 단백질 구조 분석법을 통해 밝혀내었음.
마지막으로, 고해상도 세포이미징을 통해 시냅스접착단백질이 세포막에서 클러스터링을 보임을 확인하였고, 이를 통해 이러한 3차 구조 기반의 제시된 모델이 실제 시냅스 형성 의핵심적인 분자기전 모델임을 검증하였음.
종합적으로, 본 연구에서는 다양한 실험기법을 이용한 결과들을 바탕으로 시냅스접착 복합체의 특이적인 상호작용의 원리와 신호 전달의 메커니즘 모델을 제시하여 연구 결과를 해외저명 SCI 논문에 등재함으로써 국제적인 경쟁력을 확보하고 LAR-RPTP 중심의 시냅스접착 복합체 연구 분야를 선도하는 기틀을 마련함.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 규명된 3차원 복합체구조를 기반으로 시냅스접착단백질 결합에 의해 유도되는 시냅스 형성을 위한 핵심 세포신호전달의 분자적 메커니즘을 최초로 제시하였음. 이를 통해 뇌기능을 조절하는 시냅스들의 신경전달을 폭넓게 이해하고, 특히 단백질 구조생화학 기반 신경생물학 융합연구를 수행함으로써 연구 시너지를 극대화하였음.
이는 시냅스관련 기초 학문적인 돌파구(Break-through) 마련할 뿐 아니라 시냅스접착단백질간 결합네트워크 및 시냅스형성 관련 세포신호전달 활성화를 포괄적으로 이해할 수 있도록 기반을 마련하였음. 뿐만 아니라, 뇌질환 병인 규명과 치료에 다양한 신경정신질환 (조울증, 자폐증, 정신분열증, 지능장애 등)의 병태생리 원인 이해, 그리고 이들 질환의 치료제 개발을 위한 기반 지식을 제공하리라 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구 배경 및 필요성 ... 4
• 2) 연구 목표 및 수행 방법 ... 5
• 3) 연차별 연구내용 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 38