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연구실탐방 | 캠퍼스컬쳐


◈ 암세포생물학 연구실 소개

암세포생물학 연구실에서는 DNA 손상 반응 (DNA Damage Response, DDR)에 대하여 연구하고 있다. DNA 손상반응은 진핵세포에서 유전적 안정성을 유지하는데 중요하다. DDR network는 ATM과 ATR kinase에 의해 시작되고, 이들은 DNA 손상 관여 단백질들의 인산화를 통해 다양한 DNA 손상 복구 경로를 조절한다. 연구실의 목표는 DNA 손상 신호 전달 체계(DNA damage signaling pathway)연구를 통해 유전적 안정성 유지와 DNA 손상으로 인한 종양 형성의 분자적 기작을 이해하는 것이다.

DNA 손상 이후 유전적 안정성의 유지는 DNA 복구와 세포 주기 확인점(Cell cycle checkpoint)조절에 의한 상호 작용에 달려있다. DNA 손상 반응 경로에는 많은 단백질들이 관여하고 있는데, p53, ATM, Chk2, RAP80, BRCA1과 BRCA2등의 단백질들이 대표적이며, 이들은 모두 종양 억제자로 작용하여 neoplastic transformation의 방지에 중요한 역할을 한다. 연구실에서는 DNA 손상 반응 경로에 연관이 있는 많은 새로운 구성요소들을 발견하고 연구해왔다.

최근 연구실은 DNA 손상 반응뿐만이 아니라 유사분열 조절(mitotic regulation)과 같은 유전적 불안정성의 다른 영역이나 암 진행에서 일어나는 신호 전달 체계에 대한 연구도 병행하고 있다.

◈ 대표적인 연구 활동

대표적인 연구 주제로는 DNA 손상 반응 연구와 만성골수성백혈병 환자의 단백질의 기능 연구 등이 있다.

첫 번째 소개할 DNA 손상 반응은 세포 유전체의 온전한 상태를 지키기 위한 기작이다. 놀랍게도 세포는 하루에 1만회 이상의 DNA 손상이 일어난다. 이러한 DNA 손상은 여러 가지 요인에 의해서 발생한다. 세포 외적으로는 자외선, 발암 물질 등이 있고, 세포 내적으로는 활성 산소에 의해 DNA 손상이 일어난다. 만약 DNA 손상을 적절하게 처리하지 못한다면 사람은 암, 심장질환, 면역질환 등 여러 가지 질병을 가지게 된다. 이를 막고자, 세포는 여러 단백질들의 post-translational modification을 통해 DNA 손상을 복구한다. 이러한 사실을 바탕으로 연구실에는 DNA 손상 반응 경로에 연관이 있는 새로운 단백질들을 발견하고, 기작연구를 통해 좋은 연구실적을 발표했다. 또한, 추가적인 새로운 단백질들을 발견하고, 그 단백질들의 기능에 대한 연구를 활발하게 진행 중이다. 이를 통해, 궁극적으로 DNA 손상에 관련된 질병을 진단하거나 치료제를 개발하는 것이 이 연구프로젝트의 목적이다.

두 번째로 소개할 만성골수성백혈병(Chronic myeloid leukemia, CML)은 22번염색체와 9번염색체 사이의 전위로 인해 필라델피아 염색체 (philadelphia chromosome)가 만들어지면서 발생하는 조혈모세포 질환이다. 필라델피아 염색체에 의해 항상 활성화 상태인BCR-ABL1 융합단백질이 생기게 되고, 이들은 만성골수성백혈병에서 세포의 증식 및 암성변화에 중요한 역할을 한다. 만성골수성백혈병은 만성기(CP), 가속기(AP), 급성기(BC) 단계로 병기가 진행된다. 만성골수성백혈병을 치료하기 위해, 현재까지 BCR-ABL1을 표적으로 하는 다양한 타이로신 카이네이즈 억제제가 개발되었고, 조혈모세포이식에 의존하던 만성골수성백혈병 환자들의 치료에 획기적인 기여를 했다.

가장 대표적인 타이로신 카이네이즈 억제제는 이매티닙(Imatinib)이다. 하지만 이매티닙에 저항성을 가지는 환자들이 보고되었고, 이매티닙보다 효과가 월등한 2세대, 3세대 타이로신 카이네이즈 억제제들이 개발되었다. 그럼에도 타이로신 카이네이즈 억제제에 대해 저항성을 가지는 환자들은 계속 보고 되고 있는 중이다.

이 연구실은 만성골수성백혈병의 타이로신 카이네이즈 억제제에 저항성을 가지는 유전자를 규명하고, 이들의 분자생물학적인 신호기작을 연구 중에 있다. 궁극적으로 만성골수성백혈병의 치료와 진단에 기여를 하고자 하는 것이 이 연구프로젝트의 목적이다. 현재 연구 성과로는, 새롭게 발견한 유전자의 의미와 기능에 대하여 저널에 투고한 상태이고, 또 다른 유전자도 연구가 막바지에 있다.

만성골수성백혈병의 병기진행, 타이로신 카이네이즈 억제제 저항성 관련 유전자를 찾기 위해 각각의 연구주제에 맞게 만성골수성백혈병 환자들을 선택하여 RNA Sequencing을 진행했고, 유전자 발현변화를 비교, 타이로신 카이네이즈 억제제 저항성에 관련이 있는지 초기실험을 진행 중에 있다.

◈ 2013년 GPF장학금 선정자 이남수 연구원 인터뷰

Q. 글로벌 박사 펠로우십 지원 동기

저에게 GPF는 하나의 목표이며 도전이었습니다. 전국의 대학원생들 중 각 분야에서 매년 소수의 GPF 장학생을 뽑는데, 제가 뽑힐 것이라고는 쉽게 낙관할 수 없었습니다. 하지만, GPF 선정을 목표로 최선을 다해 준비해보자 마음먹었습니다. GPF의 가장 큰 장점은 소통 네트워크라고 생각합니다. 같은 분야의 열정적인 동료들과 대화를 나눌 수 있는 기회는 쉽게 얻을 수 없다고 생각합니다.

Q. 연구 중 보람있었던 일

연구를 하면서 어렵다는 생각을 많이 했습니다. 기존에 발표된 내용의 실험을 진행할 때, 그 실험을 재현해야 하는데 논문에 나온 만큼 잘 되지 않아서 어려웠던 것 같습니다. 실험은 어려웠지만 새로운 정보를 배우고 공부하는 과정은 즐거웠습니다. 공부 할 때, 정말 그런걸까, 왜 그런걸까, 어떻게 그런걸까 신기하고 즐거웠던 것 같습니다.

논문의 내용들은 세계에서 처음 밝혀진 연구 결과라서 논문들을 읽을 때마다 내가 이 분야의 첨단에서 조금 더 전진하는구나, 아직 밝혀지지 않은 부분을 밝히는 중이구나 하는 자부심이 들었습니다.

Q. 미래의 후배들에게 한 마디

생명과학을 공부하는 학생으로서 생명과학을 공부하는 즐거움을 나누고자 합니다. 어렸을 적 과학 공부가 즐거웠습니다. 대표적으로 수학, 물리, 화학, 생물 등 여러 공부를 잘하진 못하더라도 즐겁게 공부했습니다. 하지만 전공을 선택할 시간이 됐을 때 저는 생물을 선택했습니다. 왜냐하면 생물은 생명현상을 다루기 때문입니다. 수학적 사고, 물리적 현상, 화학 반응도 흥미롭지만 저에게 “생명현상”은 그 어떤 공부보다 신비롭고 오묘하게 다가왔습니다. 그래서 생명과학 공부를 즐겁게 할 수 있었습니다. 후배님이 어떤 이유로 생명과학을 공부하는지 모르지만, 연구하기가 힘들 때 가끔 초심을 생각하며 미소지어보시길 바랍니다.

암세포생물학 연구실 : 031-290-5918

박지윤 기자
권민희 기자

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