영양유전학 중개연구실 Nutrigenetics and Translational Nutrition Research Lab
연구영역. 분자‧세포영양학, 영양유전체학, 미량무기질 대사, 유전자 녹아웃 표현형, 영양 결핍성 빈혈,
유전자형 기반 정밀영양을 위한 중개연구
연구실. 연세대학교 생활과학대학 (삼성관) 611호
전화번호. 02-2123-3126
지도교수. 류문선 교수
연구실 소개
본 연구실은 영양소 대사에 관여하는 유전 물질들의 기능 및 조절 메커니즘들을 연구하며, 이를 기반으로 한 맞춤 영양과 정밀영양(Precision Nutrition)의 실현에 목적을 두고 있다.
주요 실험기법은 세포와 동물 모델을 이용한 영양 불균형 상태 (결핍‧과다) 재현, RNA Interference 유도에 의한 유전자 발현 억제,
Cre-loxP 시스템을 이용한 개체 및 조직 내 유전자 녹아웃, 오믹스 기술을 통한 전사체 및 단백질체의 정량적 프로파일링 등을 포함한다.
또한, 분자, 세포, 동물 모델을 통한 연구 내용을 환자의 유전자 및 임상 지표 데이터 분석에 활용하는 중개연구(Translational Research)
기법을 구사한다.
본 연구실의 연구는 주로 다음과 같은 흐름을 통하여 진행된다.
1. 배양된 세포를 이용하여 영양소와 유전자 간의 상호 작용을 규명하고, 이와 관련된 분자 기전을 in vitro 단계에서 규명한다.
유전자 및 영양소 결핍의 생리적 의미를 전사체의 시스템 생물학적 분석을 통하여 예측한다.
2. 영양소 결핍 동물과 유전자 녹아웃 모델의 접목을 통하여 신규 기전의 생리적 의미를 in vivo 단계에서 확립한다.
Cre-loxP 시스템의 구사를 통하여 동물 모델의 특정 세포 및 조직에 한정하여 유전자를 제거한다.
3. 유전형 데이터베이스 분석을 통해 특정 인구 내 관심 유전자의 단일염기다형성(SNP) 존재 여부를 파악한다.
해당 돌연변이의 임상학적 의미를 Phenome-wide association studies (PheWAS)를 통하여 분석하고, 분자 및 기능적 의미를
in silico 알고리즘을 활용하여 예측한다.
4. 임상적으로 유의미한 돌연변이의 기능적 의미를 유전자 클로닝, 돌연변이 유발, 그리고 세포 내 형질주입을 통하여 규명한다.
현재 수행하고 있는 연구는 철분과 아연 등 미량무기질, 그리고 이들 영양소의 세포 내 분배 및 항상성 유지에 관여하는 유전자들에 초점을 두고 있다.
상기 중개연구 기법 및 연구모델들을 활용하여 이들 영양소와 유전자 간의 상호 작용이 적혈구 발생, 뇌신경 발달, 면역력, 그리고 세포
사멸 등에 가지는 의미를 규명하고 있다.
이러한 연구의 결과는 유전자형 기반 맞춤 영양의 실현 외에도, 빈혈, 퇴행성 뇌질환, 감염, 그리고 암 등에 대한 개개인의 위험도를
예측하고, 관련 예방 및 치료 기법의 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
다음은 본 연구프로그램에서 최근 진행한 연구 내용의 일부이다.
> 철분 결핍에 의한 유전자 조절이 뇌신경 세포 대사 및 사멸에 가지는 역할
> 대식세포의 적혈구 포식 이후 유전자 조절에 의한 세포내 철분 재분배
> 염증유발 인자에 의한 면역세포 내 철분 조절 메커니즘
> 아연 결핍과 아연수송체 유전자의 발현이 적혈구 생성에 주는 영향
> 미량무기질 대사 관련 유전자 돌연변이의 임상적 의미와 분자생물학적 기능 규명
국제 공동연구
본 연구실의 책임교수는 2021년 연세대학교 식품영양학과에 합류하기 전, 미국 국립보건원(NIH)에서 방문연구원으로, 그리고 미국 University of Minnesota, Twin Cities의 식품영양학과에서 정년트랙 교수로 재직하였다.
무기질 영양에 대한 연구업적을 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), Journal of Clinical Investigation (JCI), American Journal of Clinical Nutrition (AJCN) 등 저명한 국제학술지에 게재하였으며, Present Knowledge in Nutrition 최근호의 Zinc 챕터를 집필할 정도로 국제영양학계에서 무기질 영양 전문가로 인정받고 있다.
책임교수의 이러한 전문성을 기반으로, 본 연구실은 현재 미국 University of Minnesota, University of Georgia, 그리고 일본의 Tokushima-Bunri University 등에 있는 뇌신경 발생학, 동물과학, 유전학, 미량무기질 전문 연구팀들과 공동연구를 활발히 진행하고 있다.