초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 크로마틴을 형성, 변형, 인식 하는 거대 단백질 복합체의 구조, 다이나믹스, 기능을 연구하여 그 작용기작을 규명한다. 본 연구에서는 다양한 방법론을 통한 구조연구와 더불어 단백질 복합체의 다이나믹스를 단분자 분광학을 통해 연구한다. 단백질 복합체의 구조와 다이나믹스 연구를 수행하고 이를 바탕으로 기능연구를 수행한다. 크로마틴 조절 복합체의 Structure, Dynamics, Function 의 full-spectrum을 연구하여 이들 복합체의 작용기작을 이해한다.

□ 연구 목표대비

□ 연구개요
본 연구의 목표는 크로마틴을 형성, 변형, 인식 하는 거대 단백질 복합체의 구조, 다이나믹스, 기능을 연구하여 그 작용기작을 규명한다. 본 연구에서는 다양한 방법론을 통한 구조연구와 더불어 단백질 복합체의 다이나믹스를 단분자 분광학을 통해 연구한다. 단백질 복합체의 구조와 다이나믹스 연구를 수행하고 이를 바탕으로 기능연구를 수행한다. 크로마틴 조절 복합체의 Structure, Dynamics, Function 의 full-spectrum을 연구하여 이들 복합체의 작용기작을 이해한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- DOT1L 히스톤 H3 Lys79 메틸화 효소와 유비킨화된 뉴클레오좀 (H2B-Ub nucleosome) 복합체의 cryo-EM 구조를 규명하여 DOT1L 이 뉴클레오좀과 유비키틴을 인식하는 기작을 규명하고 단분자 분광학을 이용하여 뉴클레오좀의 다이나믹스 규명.
- 크로마틴의 기본체인 뉴크레오좀의 형성에 관여하는 Abo1 ATPase의 고해상도 초저온 전자현미경 구조를 규명하고, DNA curtain assay, high-speed AFM 과 생화학적 방법을 이용하여, 뉴클레오좀이 형성 되는 원리 규명.
- Histone H3 Lys36 메틸화 효소인 ASH1L-MRG15 복합체의 3차원 구조를 X-선 결정학 방법으로 규명하고, ASH1L-MRG15의 복합체 구조에서는 ASH1L에서 catalytic pocket을 막고 있던 auto-inhibitory loop이 없어져 MRG15이 ASH1L의 활성을 촉진시키는 기작 규명.
- 히스톤 H3 Lys79 메틸화 효소인 DOT1L 과 유비키틴화된 뉴클레오좀에 작용하는 기작을 cryo-EM, Hyrodgen-Deuterium Exchange Mass Spectrometry, single-molecule FRET 방법의 통합적 방법을 이용하여 규명
- 히스톤을 핵으로 운반하는 Importin4과 히스톤 H3/H4, 히스톤 샤페론 Asf1의 전체구조와 작용기작을 X-선 결정학, SAXS, XL-MS, 전자현미경, SAXS, Molecular Dynamics계산등 통합적 방법을 이용해 규명.
- 거대 단백질 복합체인 AdhE의 구조 및 기능을 Cryo-EM, SAXS, Analytical Ultra Centrifugation 방법등의 통합적인 방법론을 이용하여 규명.
- 단분자 분광학을 이용하여, DOT1L의 결합에 의해 뉴클레오좀이 불안정화 되는 다이나믹스를 single-molecule FRET으로 규명하였음. 또한, 이러한 DOT1L 이유비키틴화된 뉴클레오좀을 인식하는 기작을 통해 히스톤을 메틸화 시키고, DOT1L에 의해 불안정하게된 뉴클레오좀을 통해 유전자의 전사가 촉진되는 기작을 규명.
- DNA curtain assay을 이용하여 Abo1이 DNA에 histone H3/H4를 loading하는 다이나믹스 규명. Abo1의 ATP-dependent하게 구조가 변화하는 것을 고속 원자현미경(High-Speed Atomic Force Microscopy)을 이용하여 다이나믹스 규명.
- DOT1L 초저온 전자현미경 구조와 단분자 분광학 다이나믹스 기반으로한 DOT1L 의 활성화 기작을 생화학적으로 규명.
- Abo1 초저온 전자현미경 구조, DNA curtain assay 및 HS-AFM 다이나믹스를 결과로 바탕으로한 Abo1 작용기작을 생화학적으로 규명.
- ASH1L-MRG15 복합체 구조를 바탕으로한 ASH1L의 활성화 기작을 생화학적으로 규명.
- Importin4_histone H3/H4_Asf1 구조를 바탕으로한 Importin4의 히스톤 결합기작을 생화학적으로 규명.

□ 연구개발결과의 중요성
- 크로마틴 조절 거대 복합체 작용기작 이해 증진
- 거대 단백질 복합체 생산 플랫폼 제공
- 거대 단백질 복합체 구조 연구기틀 마련
- 크로마틴 조절 단백질 복합체의 구조를 이용한 신약 타깃 제공

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 29