초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 기능성 자성나노입자를 이용하여 세포 내 단백질 간의 일시적인 상호작용을 분석하고 표적규명을 할 수 있는 신개념 방법 개발을 목표로 함. 모델 시스템을 바탕으로 세포 기관 내 단백질을 모방한 기능성 자성나노입자를 합성하고, 세포 내 이입을 유도하여 수용체 단백질과의 일시적인 상호작용에 의해서 세포 내 소기관으로 전달 하는 방법을 확립하고자 함. 이를 바탕으로 세포 배양 과정 중 단백질 간의 일시적인 상호작용이 이루어지는 시기를 확립하는 방법을 설정하고 이를 기반으로 표적규명을 정확하게 할 수 있는 분석 방

□ 연구개요
본 연구는 기능성 자성나노입자를 이용하여 세포 내 단백질 간의 일시적인 상호작용을 분석하고 표적규명을 할 수 있는 신개념 방법 개발을 목표로 함. 모델 시스템을 바탕으로 세포 기관 내 단백질을 모방한 기능성 자성나노입자를 합성하고, 세포 내 이입을 유도하여 수용체 단백질과의 일시적인 상호작용에 의해서 세포 내 소기관으로 전달 하는 방법을 확립하고자 함. 이를 바탕으로 세포 배양 과정 중 단백질 간의 일시적인 상호작용이 이루어지는 시기를 확립하는 방법을 설정하고 이를 기반으로 표적규명을 정확하게 할 수 있는 분석 방법을 확립하여 향후 “일시적인 단백질-단백질 상호작용”을 분석하는 신개념의 시스템을 구축하려고 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
2종의 자성나노입자 및 peroxisome 내부 선택적 이입을 유도할 수 있는 3가지 종류의 PTS1 peptide를 확보하였음. 이를 바탕으로 PTS1 peptide가 표지된 자성나노입자가 수용체 단백질인 Pex5p와의 일시적인 상호작용에 의하여 세포 내 소기관 peroxisome에 전달되는 과정을 살아있는 세포 내에서 공초점 주사현미경을 이용하여 이미징 하였고, Western blot을 이용하여 정량 비교를 하였다. 3년 연구계획을 기반으로 성실히 100% 연구가 수행되었으며, SCI 논문 1편을 교신저자로 출간하였다. 기존의 단백질 연구수준에서 벗어난 나노입자를 peroxisome 내부로 전달하는 것은 전례가 없는 최초 연구 사례임. 이러한 방법을 이용하여 살아있는 세포 내에서 생체물질간의 상호작용을 연구할 수 있는 방법을 제시할 수 있다.
본 과제에서 제안하는 방법을 이용하면, 기존의 세포 추출물 환경에서 affinity 기반으로 target 단백질을 분석하는 방법에서는 구현 할 수 없었던, 살아있는 세포 내에서의 다양한transient interaction을 분석, targeting, 이미징 함은 물론이고, 이를 바탕으로 여러 가지 반응 기작 및 약물-단백질, 전달체-세포 간의 상호작용을 규명할 수 있는 정보를 제공할 수 있는 새로운 원친 기술임.

□ 연구개발결과의 중요성
단백질간 상호작용, 특히 일시적인 상호작용에 대한 연구는 생체 물질간의 상호작용 규명과 약물의 반응기작을 규명하는데 있어서 필수적인 연구 분야이다. 상호작용 기반의 타겟을 규명이 중요한 이유는 생리활성을 갖는 물질과 이와 상호작용을 하는 파트너 물질을 연결지음으로서, 분자수준의 반응기작을 이해할 수 있는 단서를 얻을 수 있기 때문이다. 아울러, 약물 표적의 생물학적 기능에 근거하여 잠재적인 독성이나 부작용을 예측할 수 있는 단서를 제공하기도 한다. 살아있는 세포 내에서의 단백질-단백질 및 단백질-약물간의 일시적 상호작용의 연구는 전 세계적으로 경쟁이 치열한 분야임. 발전시키기 위해서는 지속적인 연구 수행이 필요함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• I. 연구개발의 필요성 ... 4
• II. 연구 목표의 창의성·도전성 ... 10
• III. 연구 목표 ... 10
• IV. 연구의 추진전략 ... 13
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 14
• I. 1차년도 (2016) ... 14
• II. 2차년도 (2017) ... 19
• 3. 3차년도 (2018) ... 23
• 4. 4차년도 (2019) ... 26
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 28
• 4. 참고문헌 ... 29
• 5. 연구성과 ... 30
• 끝페이지 ... 30