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- 양성욱 교수 연구팀, 크로마틴 변형 복합체가 식물 호르몬인 아브시스산 (ABA)에 반응하여 microRNA 발현을 조절함을 규명
- 양성욱 교수 연구팀, 크로마틴 변형 복합체가 식물 호르몬인 아브시스산 (ABA)에 반응하여 microRNA 발현을 조절함을 규명 시스템생물학과 양성욱 교수 연구팀은 건국대학교 윤대진 교수 연구팀, 아르헨티나 Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (CONICET-UNL) Pablo A. Manavella 박사 연구팀과의 공동 연구를 통해 HOS15-HDA9 크로마틴 변형 복합체가 HYL1과 결합하여 ABA 처리 하에서 microRNA (miRNA) 발현을 억제함을 규명하였다. 본 연구는 미국식물학회 (American Society of Plant Biologist)에서 발행하는 식물학 분야 저명 학술지인 ‘The Plant Cell’지에 (5-year IF: 12.796) 2023년 5월 게재되었으며, 독창성과 우수성을 인정받아 ‘in brief’로 선정 및 소개되기도 하였다. (The HOS15-HDA9 complex associates with HYL1 to modulate miRNA expression in response to ABA signaling. The Plant Cell. 17 May 2023. Online ahead of print. https://doi.org/10.1093/plcell/koad132). miRNA는 21-24 뉴클레오타이드의 길이를 가지는 작은 비번역 RNA로 생체 내 mRNA 침묵과 번역 억제에 중요한 역할을 한다. 식물에서 miRNA는 RNA polymerase II에 의해 전사되고 DCL1, HYL1, SERRATE를 핵심 인자로 갖는 마이크로프로세서에 의해 프로세싱 된다. 식물에서의 항상성 유지와 적절한 발달 프로그래밍을 위하여 마이크로프로세서 및 miRNA는 전사 및 전사 후 단계에서 매우 엄격하게 조절되고 있다. 식물이 환경 스트레스에 노출되었을 때 miRNA는 유전자 발현 조절의 핵심적인 역할을 한다. 본 연구팀은 forward genetic 스크리닝을 통해 스트레스 반응 복합체로 잘 알려진 HOS15-HDA9 복합체가 miRNA 생합성에 관여함을 확인하였다. 이에 HOS15-HDA9 복합체와 miRNA 생합성 경로에서의 작용 메커니즘 및 마이크로프로세서와의 관련성을 확인하고자 하였다. 이에 더해, HOS15-HDA9 복합체가 식물에서의 스트레스 관련 호르몬인 ABA signaling 하에서의 miRNA 발현 조절 주요 인자인지를 확인하고자 하였다. 그 결과, 본 연구팀은 HOS15-HDA9 복합체가 HYL1과 결합하며, ABA 처리 하에서 miRNA 발현의 조건적 억제자로 작용함을 확인하였다. 또한, HYL1과 초기 pri-miRNA (nascent primary miRNA)의 결합이 HOS15-HDA9 복합체를 miRNA 유전자 loci에 위치할 수 있도록 하고, 그 결과 HOS15-HDA9 복합체가 miRNA 발현을 억제하며 pri-miRNA 프로세싱을 저해함을 확인하였다. 따라서, 본 연구 결과는 초기 pri-miRNA가 miRNA 유전자 loci에 전사 조절자들을 위치할 수 있도록 하는 스캐폴드로 작용, miRNA의 전사 및 프로세싱을 조절할 수 있음을 보여주었다. 참여 저자: Junghoon Park†, Axel J Giudicatti†, Zein Eddin Bader†, Min Kyun Han†, Christian Møller, Agustin L Arce, Zheng-Yi Xu, Seong Wook Yang*, Pablo A Manavella*, Dae-Jin Yun* (†: 공동 제1저자, *: 교신저자) 상단: (좌측 상단부터 시계방향으로) 공동 제1저자 박정훈 박사, Axel J Giudicatti 학생, Zein Eddin Bader 박사, 한민균 학생, 공동 교신저자 윤대진 교수, Pablo A Manavella 박사, 양성욱 교수 하단: ‘The Plant Cell’ 지에 in brief로 소개된 본 논문의 모식도 (https://doi.org/10.1093/plcell/koad135)
- 시스템생물학과 관리자 2023.05.22
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- 박보연교수, 이태윤박사(제1저자), 면역 항상성을 유도하는 핵소체의 새로운 기전 규명, 'Nature Communications' 게재
- 박보연교수, 이태윤박사(제1저자), 면역 항상성을 유도하는 핵소체의 새로운 기전 규명, 'Nature Communications' 게재 시스템생물학과 박보연 교수, 이태윤 박사(제 1저자)는 감염 시 핵소체(Nucleolus)가 염증성 사이토카인 유전자 발현 조절을 통한 면역 항상성 유도할 수 있는 새로운 면역학적 기능을 밝혀 세계적 국제 학술지인 'Nature Communications' 온라인 판 (2022. 09. 03일)에 게재되었다. (The nucleolus is the site for inflammatory RNA decay during infection. Nature Communications, 13, Article number: 5203 (2022). 사이토카인(cytokine)은 면역 반응을 조절하는 중요한 단백질로서 면역 항상성을 유지하기 위해서 매우 정교하게 조절되어야 한다. 현재까지의 연구는 세포질 또는 핵질에서 사이토카인 RNA 제거 기전에 집중되어 있었으며, ribosomal RNA의 생합성에 중요한 장소로 잘 알려진 핵소체(nucleolus)와 연관된 면역 항상성 기전은 연구된 바 없었다. 박보연 교수 연구팀은 감염 시 대식세포 핵소체의 형태학적 변화를 관찰하였고 이를 기반으로 핵소체에 존재하는RNA-sequencing 분석을 통해 염증성 사이토카인 pre-mRNA가 Nucleolin (NCL)이라는 가이드 단백질을 통해 핵소체로 이동하여 선택적으로 제거한다는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 향후 과도한 면역 활성으로 인해 유도되는 암, 자가면역질환 등의 면역질환 치료제 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 본 연구는 박보연 교수 연구팀의 이태윤 박사(제 1저자)가 주도하였고, 국립 암 센터 책임연구원 이성욱 박사 연구팀과 Medical University of South Carolina (USA) 윤제현 교수팀이 참여하였다. 또한 본 연구는 삼성미래기술육성사업 및 한국연구재단의 중견연구자지원사업 전략연구 지원 등으로 수행되었다. 왼쪽: 감염 시 핵소체 내 염증성 사이토카인의 pre-mRNA 제거 기전 오른쪽: 본 연구를 주도한 이태윤 박사(제 1저자; 왼쪽)와 박보연교수(오른쪽)
- 시스템생물학과 관리자 2023.03.02
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- 박보연교수, 강수진박사(제1저자), 염증성 장 질환(Inflammatory Bowel Disease) 촉발 기전 규명, ‘Nature Communications’ 최신호 게재
- 박보연교수, 강수진박사(제1저자), 염증성 장 질환(Inflammatory Bowel Disease) 촉발 기전 규명, 'Nature Communications' 최신호 게재 시스템생물학과 박보연 교수, 강수진 박사(제 1저자)는 자가면역질환인 염증성 장 질환(IBD)의 발병 기전을 밝혀 세계적 국제 학술지인 'Nature Communications' 온라인 판 (2023. 02. 09일)에 게재되었다. (TRIM40 is a pathogenic driver of inflammatory bowel disease subverting intestinal barrier integrity. Nature Communications, 14(1):700. doi: 10.1038/s41467-023-36424-0.) 염증성 장 질환(Inflammatory bowel disease, IBD)은 현재 우리나라를 포함하여 전 세계적으로 수직적으로 증가하고 있으며, 발병 원인이 불분명하고 정확한 타깃 치료제가 없는 질환이며, 다른 자가 면역 질환 및 우울증 및 불안장애 등의 신경정신 질환의 빈도의 증가와도 연관이 높기 때문에 근본적인 발병 원인 및 치료제 개발이 시급한 실정이다. 박보연 교수 연구팀은 다양한RNA-seq 분석 결과를 기반으로 IBD 환자의 경우 비정상적으로 장 상피세포의TRIM40 유전자의 발현이 증폭되어 있음을 확인하였고, 이는 세포 골격체 변성을 통한 장 상피세포 간 부착 능력을 파괴하여 IBD를 촉발함을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 향후 IBD 질환의 정확한 진단 기법 및 치료제 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 본 연구는 박보연 교수 연구팀의 강수진 박사(제 1저자)가 주도하였고, 국립 암 센터 책임연구원 이성욱 박사 연구팀과 연세대 의과대학 천재희 교수팀이 참여하였다. 또한 본 연구는 바이오의료기술개발 사업, 중견연구자지원사업 및 삼성미래기술육성사업 지원 등으로 수행되었다. 왼쪽: 염증성 장 질환의 촉발 기전 오른쪽: 본 연구를 주도한 강수진 박사(제 1저자; 왼쪽)와 박보연교수(오른쪽)
- 시스템생물학과 관리자 2023.03.02
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- 김지현 교수, 정유숙·허지원 박사 등 “마이크로바이옴이 근육과 피부를 다시 젊게 한다”
- 김지현 교수, 정유숙·허지원 박사 등 “마이크로바이옴이 근육과 피부를 다시 젊게 한다” 마이크로바이옴(microbiome)은 대사와 면역에 중요한 역할을 하며 장내 미생물 불균형은 암을 비롯한 각종 질환을 유발할 수 있다. 대변 미생물군집 이식(fecal microbiota transplantation)을 통해 근육과 피부 노화를 되돌릴 수 있다는 사실이 우리나라 연구진에 의해 규명되었다. 생명시스템대학 시스템생물학과 김지현 교수와 정유숙·허지원 박사 등은 교내외 공동연구를 통해 사람의 청소년기에 해당하는 어린 마우스의 장내 미생물군집을 중장년기와 노년기의 나이든 마우스에게 이식하면 근육과 피부의 노화 지표가 개선되는 것을 발견하여, 이와 관련된 미생물을 도출하고 이들이 마우스에서 발현이 증가한 유전자와도 상관성이 있다는 사실을 규명했다. 장내 마이크로바이옴을 이루는 미생물은 생애주기에 따라 변하는데, 비교적 안정적인 성년기를 지나 노년기에 접어들면 변동성이 커지면서 신체의 기능성 약화의 원인이 될 수 있다고 알려져 있다. 연구팀은 어린 마우스의 장내 미생물군집을 나이든 마우스에게 이식하는 실험을 수행하여 나이든 마우스의 근육의 근섬유 두께와 근력이 향상되고 피부의 각질층 두께와 수분 함유량이 증가하는 것을 관찰하였다. 이는 근육·피부 노화가 장내 미생물을 통해 회복될 수 있는 가역적인 현상이라는 것을 규명한 연구이다. 노화가 계획된 생물학적 프로그램이라는 ‘노화예정(programmed aging)이론’은 나이든 신체의 젊음을 되돌리는 것도 가능하다는 것을 시사한다. 또한, 나이든 마우스에 어린 마우스 또는 나이든 마우스의 장내 미생물군집을 이식한 후 미생물 종류와 노화 지표와의 상관관계 분석을 통해 Prevotellaceae 과에 속하는 세균을 대표적인 노화 개선 관련 미생물로 제안하였다. Prevotellaceae는 인간의 대표적인 장내 미생물타입(enterotype) 중 하나인 Prevotella 속을 포함하고 있으며, 서구화된 육류 위주 식단 대신 섬유질이 풍부한 채소·곡물 위주의 식단을 섭취할 경우 증가한다고 알려져 있다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 다부처 국가생명연구자원 선진화사업, 바이오‧의료기술개발사업, 연세 시그니처 연구클러스터사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 미생물학 및 마이크로바이옴 연구 분야의 권위 있는 국제학술지인 ‘마이크로바이옴(Microbiome; 2021년 JCR IF = 16.837)’에 지난 12월 26일 온라인 게재되었고 관련 특허도 출원되었다. < 논문정보 > ● 논문제목: Gut microbiota of the young ameliorates physical fitness of the aged in mice ● 논문주소: https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01386-w ● 관련 영상: https://www.youtube.com/watch?v=oHkolX8026s ● 관련 기사: https://biz.chosun.com/science-chosun/science/2023/01/10/JDXHNMEPXRGQJHLOTDL6JJNWZ4/
- 시스템생물학과 관리자 2023.01.13
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- 김지현 교수, 김기태 박사 등 "대장균 세포공장의 유전체공학과 적응진화 연구에 중요한 진전"
- 김지현 교수, 김기태 박사 등 "대장균 세포공장의 유전체공학과 적응진화 연구에 중요한 진전" 시스템생물학과 김지현 교수와 김기태 박사 등이 합성생물학 기술을 적용하여 대장균에 추가적인 복제개시부위(oriC)를 삽입함으로써 세포의 생장속도와 바이오매스 생산량을 증대시킬 수 있음을 최초로 증명한 결과가 Springer Nature의 BioMed Central (BMC)에서 출판하는 미생물 세포공장 전문 학술지인 Microbial Cell Factories(2021년 IF=6.352)에 “Escherichia coli cell factories with altered chromosomal replication scenarios exhibit accelerated growth and rapid biomass production” 제목으로 게재되었다. 진핵생물과 달리 세균은 염색체당 1개의 복제개시부위를 가지고 있다. 양희진 학생을 포함한 연구팀은 복제개시부위를 대장균의 유전체 내에 추가적으로 삽입하거나 원래 가지고 있는 복제개시부위를 결실시켜 다양한 수의 복제개시부위를 가지는 균주들을 제작하였다. 이후 연구팀은 세포의 염색체 복제 특성과 세포주기를 분석하였고, 그 중 3개의 복제개시부위를 가지는 O3 lacZ dadX 균주가 야생형 모균주에 비해 상대적으로 증대된 생장속도와 바이오매스 생산량을 가지는 것을 확인하였다. 또한, 김기태 박사는 학위논문 연구로 모균주와 O3 lacZ dadX 균주를 조상균주로 활용하여 실험진화 수행과 오믹스 분석을 통해 대장균 집단의 전사체 변화 정도가 집단의 진화적 적응성을 결정할 수 있는 요인으로 작용할 수 있다는 결과를 미국미생물학회(ASM)에서 출판하는 미생물학 분야 온라인 오픈액세스 학술지인 Microbiology Spectrum(2021년 IF=9.043)에 “Transcriptional potential determines the adaptability of Escherichia coli strains with different fitness backgrounds” 제목으로 게재하였다. 연구팀은 야생형 균주와 환경 적합도가 증대된 O3 lacZ dadX 균주를 조상균주로 활용하여 약 2,000 세대 동안의 실험진화를 수행하였으며, 그 결과 이 두 대장균의 환경 적합도가 수렴하는 것을 발견하였다. 이후 진화된 집단의 유전체 서열 분석을 통해 서로 다른 대립 유전자 빈도를 가진 다양한 돌연변이를 규명하였고, 조상균주에 실험진화 과정에서 발생한 돌연변이를 도입했을 때, 초기 환경 적합도가 높은 O3 lacZ dadX 에서 돌연변이의 유익한 효과가 더 낮은 경향이 있다는 것을 확인하였다. 추가적으로 연구팀은 진화된 대장균 집단의 전사체 분석을 통해 유전자 발현량 변화와 유전자 온톨로지 풍부도가 초기 적합도가 낮은 야생형 후손에서 크다는 것을 보여주었고, 전사체의 비유사성이 상대적인 환경 적합도와 비례한다는 것을 최초로 밝혀냈다. 적응진화 과정에서 세균 집단은 여러 돌연변이를 포함하는 세포들이 혼재해 있고, 돌연변이 간에 상위성을 보이며, 역동적인 환경 조건을 가지고 있기 때문에 집단의 적응성을 예측하는 것은 어렵다고 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 연구팀은 차세대 염기서열 분석과 대용량 서버를 활용한 서열 데이터 분석을 활용해 유전체 및 전사체 정보를 해독하여 세균 집단의 진화 동역학을 규명하였다. 김지현 교수는 “이 연구는 세균의 진화 궤적이 복잡하고 직관적이지 않을 수 있지만, 전사체의 변화가 세균의 적응성에 주요하게 기여할 수 있다는 것을 입증한 사례로서, 특정 기간 동안의 집단의 적응성은 세균 집단 자체가 가지고 있는 고유한 유전적 능력에 달려 있다는 것을 보여준다.”라고 연구의 의의를 설명했다. 논문정보 ● 논문주소: https://microbialcellfactories.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12934-022-01851-z ● 논문주소: https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.02528-22
- 시스템생물학과 관리자 2023.01.13
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- 김지현 교수, 허지원 박사 등 “대장암 예후를 예측할 수 있는 장내 미생물 바이오마커 개발”
- 김지현 교수, 허지원 박사 등 “대장암 예후를 예측할 수 있는 장내 미생물 바이오마커 개발” 대변에 존재하는 장내 미생물을 이용해 대장암의 예후를 예측할 수 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 최초 규명됐다. 생명시스템대학 시스템생물학과 김지현 교수와 허지원 박사는 서울대 박지원 교수 등과의 공동연구를 통해 대장암 수술 전 환자의 분변에서 수술 후 예후를 예측할 수 있는 장내 미생물들을 찾아내고 이들을 조합한 바이오마커를 개발했다. 연구 성과는 스프링거 네이처(Springer Nature)의 바이오메드 센트럴(BioMed Central, BMC)에서 출판하는 마이크로바이옴 분야 최고 전문 학술지 ‘마이크로바이옴(Microbiome, 2021년 IF=16.837)’에 11월 28일 게재됐으며, 관련 특허도 출원했다. 대장암은 전 세계에서 세 번째로 많이 발생하고 두 번째로 사망률이 높은 암이며, 대장절제술 이후 암이 재발하거나 진행하는 경우가 많아 예후를 미리 예측하는 것이 매우 중요하다. 하지만 현재까지 비침습적으로 대장암의 예후를 예측할 수 있는 미생물 바이오마커 스크리닝은 성공적이지 못했다. 이에 연구진은 대장암 환자 333명의 장내 마이크로바이옴에서 종양절제 후 예후를 예측할 수 있는 균주들을 탐색했다. 기존 연구들은 대부분 한두 개의 병원성 미생물만을 표적해 예후를 분석했으나, 이번 연구에서는 차세대 시퀀싱과 생물정보학 기술을 활용해 광범위한 스크리닝을 진행했다. 대장암 환자에 대한 원발성 종양절제술 전 2주 이내의 대변 샘플을 수집해 차세대 유전자 시퀀싱을 수행하고, 수술 후 대장암 진행 및 감소 여부를 각각 약 3년가량 추적 관찰했다. 인간의 장내 미생물 군집은 프레보텔라(Prevotella) 형과 박테로이데스(Bacteroides) 형 등 두어 타입으로 구분되는데, 이 중 하나의 대표 미생물인 프레보텔라가 많을수록 대장암의 예후가 좋아진다는 사실을 발견했다. 특히 프레보텔라는 채식을 주로 하는 동양권에서 많이 발견되는 미생물로서 이번 연구 결과는 채식과 대장암 예후의 긍정적인 관련성을 뒷받침하는 과학적 증거가 될 수 있다. 반면 대표적인 병원성 미생물인 푸조박테리움(Fusobacterium nucleatum)과 더불어 3종의 새로운 미생물(Alistipes sp., Dialister invisus, Pyramidobacter piscolens)이 존재하는 경우 대장암 예후가 현저히 나빠짐을 확인했다. 연구진은 발견한 5종의 대장암 예후와 연관성이 있는 장내 미생물을 조합해 대장암 예후 예측 능력이 개선된 새로운 미생물 기반의 바이오마커를 개발했다. 이 미생물 기반 바이오마커는 기존에 활용되는 여러 임상 지표들과 비교했을 때 훨씬 더 우수한 예측력을 보였다. 특히 가장 대표적인 대장암 예후 인자인 암 병기에 장내 미생물 바이오마커를 추가했을 때, 예후 예측력이 뚜렷하게 향상되는 것이 확인됐다. 추가적으로 연구진은 참조 미생물 유전체에 기반해 장내 미생물 대사 체계를 추론하는 분석을 진행했고, 미생물에 의한 비타민 B1 생성이 대장암 예후를 개선할 수 있으며, 장내 세포사멸 면역세포(CD8+ T세포)의 숫자와 높은 양의 상관관계를 보인다는 것을 발견했다. 김지현 교수는 “대장암 예후에 활용될 수 있는 장내 미생물 및 이 미생물들의 대사에 대한 추가 연구를 통해 미생물을 이용한 대장암 예후 개선과 재발 방지의 가능성이 열렸다.”고 말했으며, 허지원 박사는 “이번 연구결과의 후속으로 식이와 장내 미생물 대사가 대장암 예후에 미치는 영향과 이들의 관계를 규명하는 연구를 추진할 것”이라고 전했다. 이번 연구는 한국암연구재단과 한국연구재단(바이오‧의료기술개발사업, 다부처 국가생명연구자원 선진화사업) 및 연세 시그니처 연구클러스터사업의 지원으로 수행됐다. 논문정보 ● 논문제목: Enterotypical Prevotella and three novel bacterial biomarkers in preoperative stool predict clinical outcome of colorectal cancer ● 논문주소: https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01388-8 ● 관련 영상: https://youtu.be/pIrXB2CvXcA
- 시스템생물학과 관리자 2023.01.02
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- 박재효-조예람 학생, '농식품 R&D Young Creator' 우수상 수상
- 박재효-조예람 학생, '농식품 R&D Young Creator' 우수상 수상 농림식품기술기획평가원(이하 농기평)은 12월 15일 '2022년 농식품 R&D Young Creator' 공모전 수상자를 선정·발표했다. 이번 공모전은 지난 9월 1일부터 22일까지 농식품 산업에 관심 있는 대학원생을 대상으로 연구과제 제안서를 접수했다. 총 21개 팀의 제안서 중 12개를 채택해 약 43일 동안 기획연구활동을 지원했고, 최종 심사 결과 최우수상 1점, 우수상 2점, 장려상 3점을 선정했다. 박재효-조예람 학생의 '마이크로바이옴 비너스' 팀의 '유전체 편집 기술을 이용한 작물 마이크로바이옴 제어 및 합성 연구'는 우수상을 수상했다. 이번 공모전은 참가자들이 직접 연구 아이디어를 기획하고, 연구개발계획서를 작성하는 등 연구자로서 한 단계 도약할 수 있는 좋은 기회였다는 평이 주를 이뤘다. 이에 농기평에서는 지속적으로 공모전을 추진해 농식품 R&D Young Creator의 성장을 도울 예정이다. 출처: https://www.thekpm.com/news/articleView.html?idxno=140850
- 시스템생물학과 관리자 2023.01.02
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- 김지현 교수 대통령표창…농축산과학기술대상 시상식
- 김지현 교수 대통령표창…농축산과학기술대상 시상식 농림축산식품부는 28일 열리는 ‘제25회 농림축산식품 과학기술대상 시상식’에서 김지현 연세대학교 교수에 대한 대통령 표창 시상을 진행한다고 27일 밝혔다. 김지현 교수는 농식품 유용 미생물 유전체 정보를 활용하여 발효식품 종균(김치류, 주류, 발효유), 작물·동물의 미생물제제, 건강기능식품 등 바이오소재 산업 발전에 기여했다는 평가를 받았다. 정황근 농식품부 장관은 “기후변화, 세계 경제의 불확실성 등 어려운 여건을 맞아 미래 농업과 식품산업의 발전을 위해 과학기술계의 역할이 더욱 중요해졌다”며 “정부도 과학기술과 산업발전을 위해 최선을 다하겠다”고 말했다. 출처: https://biz.chosun.com/policy/policy_sub/2022/11/27/TB43GAAFWBFAFB5WYS7Q7N4PJI/
- 시스템생물학과 관리자 2022.12.07
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- 배현숙 교수, 한국식물학회 최우수 학술상 수상
- [배현숙 교수, 한국식물학회 최우수 학술상 수상] 생명시스템대학 시스템생물학과 배현숙 교수는 2022년 11월 9일 개최된 사단법인 한국식물학회에서 주관하는 2022년도 한국식물학회 정기학술대회에서 우수한 연구업적과 활발한 학회 활동으로 학회 발전에 크게 기여한 공로를 인정받아 최우수학술상을 수상했다.
- 시스템생물학과 관리자 2022.12.07
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- 양성욱 교수, 노영훈 교수 공동 연구팀, 은나노클러스터(AgNCs)의 Hoogsteen 삼중 DNA 구조와 hairpin-loop DNA 구조를 연결하는 형광 리벳 기능 규명
- 양성욱 교수, 노영훈 교수 공동 연구팀, 은나노클러스터(AgNCs)의 Hoogsteen 삼중 DNA 구조와 hairpin-loop DNA 구조를 연결하는 형광 리벳 기능 규명 시스템생물학과 양성욱 교수 연구팀과 생명공학과의 노영훈 교수 연구팀은 공동 연구를 통해 은나노클러스터(AgNCs)의 Hoogsteen 삼중 DNA 구조와 hairpin-loop DNA 구조를 연결하는 형광 리벳 기능을 규명하였다. 본 연구는 그 우수성을 인정받아 ACS Nano 온라인판에 2022년 8월에 게재되었다. (Silver Nanoclusters Serve as Fluorescent Rivets Linking Hoogsteen Triplex DNA and Hairpin-Loop DNA Structures. ACS Nano(IF=18.2). 2022 Aug 11. doi.org/10.1021/acsnano.2c06631). 리디 나그다 박사 (제 1 저자), 박수연 학생(제 1 저자), 원자력 연구원의 정일래 박사 (제 1 저자), 남건욱 박사 (제 1 저자), 연세대의 하리 찬다나 야다발리, 김영민, 양경직 학생, 고려대의 강주연 박사, 조민행 교수, 덴마크 코펜하겐 대학교의 모튼 비어럼 교수연구팀 , 피터 터스럽 교수가 공동저자로 덴마크 로스킬데 대학교의 프라틱샤 교수, 전북대의 김태환교수가 공동 교신저자로 참여하였음. 기존 연구에서는 hairpin, duplex 같은 DNA 2차 구조가 여러 색상의 형광 은나노클러스터를 loop 구조 외부에 형성시킬 수 있음을 입증하였다. 본 연구는 이러한 기존 연구를 바탕으로 Hoogsteen 삼중 구조에서의 형광 은나노클러스터의 성질을 규명하였음. 그 결과, 훅스텐 삼중 DNA 구조에 클러스터링된 은나노클러스터의 적색 형광은 pH 변화에 따라 켜고 끌 수 있음을 확인할 수 있었다. 이에 더해, 은나노클러스터가 DNA 삼중 구조와 hairpin 구조 사이에서 리벳으로 작용, 이형 이량체 구조를 매개할 수 있음을 확인하였고, 이러한 구조적인 다변성에 따라 오렌지색 형광이 발생함을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 왓슨-크릭 결합 외의 비정형적인 DNA origami의 가능성을 제시하였다. 비정형적인 상호작용은 DNA origami에 다른 나노 화학 물질의 추가적인 결합 가능성을 제시할 수 있으며, 이를 바탕으로 다양한 3차원 나노 소재 생성에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
- 시스템생물학과 관리자 2022.08.25