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- 주요 연구분야 및 동향
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- 대장균 기반 중금속 센서: Whole-cell bioreporter 를 이용한 중금속의 측정
- 현재 토양이나 수중에 존재하는 중금속 그 자체의 양을 측정할 수 있는 방법은 많이 나와있으며 그 중금속들에 영향에 의해서 생물들이 받는 피해량 (ex LC50, EC50 etc) 또한 알려져 있다. 그러나 그 생물들이 실제로 이용 가능한 중금속의 양을 산출하기 란 어려웠다. 우리 연구실에서는 유전자 변형을 시킨 Plasmid 를 대장균 속에 삽입하여 실제 생체이용가능한 중금속의 양을 측정에 대한 연구를 진행하고 있다. 특정 중금속에만 반응할 수 있는 promoter 부분과 형광 단백질을 발현하는 부분을 연결시킨 plasmid를 이용하여 시간대 별 e.coli sampling 후, 그 형광 단백질의 양을 측정하여 그 농도를 산출할 수 있다. 현재 측정 가능한 중금속의 종류로는 비소(As), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 아연(Zn) 등이 있다.
[대장균기반 중금속 센서 작동 원리]
- 현재 토양이나 수중에 존재하는 중금속 그 자체의 양을 측정할 수 있는 방법은 많이 나와있으며 그 중금속들에 영향에 의해서 생물들이 받는 피해량 (ex LC50, EC50 etc) 또한 알려져 있다. 그러나 그 생물들이 실제로 이용 가능한 중금속의 양을 산출하기 란 어려웠다. 우리 연구실에서는 유전자 변형을 시킨 Plasmid 를 대장균 속에 삽입하여 실제 생체이용가능한 중금속의 양을 측정에 대한 연구를 진행하고 있다. 특정 중금속에만 반응할 수 있는 promoter 부분과 형광 단백질을 발현하는 부분을 연결시킨 plasmid를 이용하여 시간대 별 e.coli sampling 후, 그 형광 단백질의 양을 측정하여 그 농도를 산출할 수 있다. 현재 측정 가능한 중금속의 종류로는 비소(As), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 아연(Zn) 등이 있다.
- 신호전달 단백질 저해를 위한 후보물질 선별
- Akt, Grp 등 PH domain 과 PIP3와 같은 Lipid 가 membrane 결합을 하는데 있어서 몇몇 Flavonoid 들은 그 결합을 저해하는 역할을 한다. 결합을 저해하는 것은 활성을 저해하는 것을 의미하며 이는 암세포의 활성을 저해하는 것과도 같은 메커니즘으로 이용될 수 있다. 따라서 신약 개발 등에 사용될 Flavonoid를 찾아내는 연구가 진행 중에 있다.
[표적 단백질의 리피드 결합 도메인의 세포내 localization]
[리피드 결합 도메인과 저해 후보물질의 상호작용에 대한 Protein Modeling 결과]
[천연물과 그 유도체의 단백질 활성 저해 실험에 기반한 molecular simulation]
- Akt, Grp 등 PH domain 과 PIP3와 같은 Lipid 가 membrane 결합을 하는데 있어서 몇몇 Flavonoid 들은 그 결합을 저해하는 역할을 한다. 결합을 저해하는 것은 활성을 저해하는 것을 의미하며 이는 암세포의 활성을 저해하는 것과도 같은 메커니즘으로 이용될 수 있다. 따라서 신약 개발 등에 사용될 Flavonoid를 찾아내는 연구가 진행 중에 있다.
- [Publication]
- Featured publication
- In situ quantitative imaging of cellular lipids using molecular sensors. Yoon Y, Lee PJ, Kurilova S, Cho W. Nat Chem. 2011 Oct 9;3(11):868-74.
- Stochastic expression and epigenetic memory at the yeast HO promoter. Zhang Q, Yoon Y, Yu Y, Parnell EJ, Garay JA, Mwangi MM, Cross FR, Stillman DJ, Bai L. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Aug 20;110(34):14012-7
- Simultaneous in situ quantification of two cellular lipid pools using orthogonal fluorescent sensors. Liu SL, Sheng R, O'Connor MJ, Cui Y, Yoon Y, Kurilova S, Lee D, Cho W. Angew Chem Int Ed Engl. 2014 Dec 22;53(52):14387-91
- SH2 Domains Serve as Lipid-Binding Modules for pTyr-Signaling Proteins. Park MJ, Sheng R, Silkov A, Jung DJ, Wang ZG, Xin Y, Kim H, Thiagarajan-Rosenkranz P, Song S, Yoon Y, Nam W, Kim I, Kim E, Lee DG, Chen Y, Singaram I, Wang L, Jang MH, Hwang CS, Honig B, Ryu S, Lorieau J, Kim YM, Cho W. Mol Cell. 2016 Apr 7;62(1):7-20.
- Evaluation of bioavailable arsenic and remediation performance using a whole-cell bioreporter. Yoon Y, Kim S, Chae Y, Jeong SW, An YJ. Sci Total Environ. 2016 Mar 15;547:125-31.
- Use of Tunable Whole-Cell Bioreporters to Assess Bioavailable Cadmium and Remediation Performance in Soils. Yoon Y, Kim S, Chae Y, Kang Y, Lee Y, Jeong SW, An YJ. PLoS One. 2016 May 12;11(5):e0154506.
- Featured publication
- 대장균 기반 중금속 센서: Whole-cell bioreporter 를 이용한 중금속의 측정