Research Overview

최상돈 교수 실험실은 3가지 커다란 주제를 가지고 연구를 수행하고 있다.

1. Toll-Like Receptor (TLR) Signaling
2. G Protein Coupled Receptor (GPCR) - Mediated Cellular Responses
3. Systems Biology

Topic 1.

Toll-like Receptor (TLR) Signaling

    우선 첫 번째 연구테마인 TLR는 박테리아를 비롯한 외부 인자들이 인체에 침입하였을 때 가장 먼저 반응을 보이는 면역 시스템이다. 10 여종의 TLR에 의해 각종 항원들이 인식되고 NFkB라는 신호매체를 통해 TNF라는 사이토카인이 유도된다. 이 밖에 여러 가지 사이토카인이 복잡한 네트워크를 거쳐 인체 면역 시스템을 활성화함으로써 병원체나 암으로부터 우리 몸을 보호하게 된다.
    최상돈 교수 실험실은 DNA chip, RNAi, yeast 2-hybrid 등을 비롯한 첨단 기술을 활용하여 TLR 신호전달을 재구성함으로써 신약개발의 목표를 달성하고자 한다.

    두 번째 topic 으로 G protein 신호전달을 연구하고 있다. G protein은 생체내 신호, 예를 들면 호르몬이나 신경전달물질로서, 또는 시각, 후각, 미각 등의 감각 수용계, 심지어는 발생, 분화, 학습과 기억에 이르기까지 다양한 신호전달에 관여하고 있다. 오늘날 존재하는 의약품의 50% 정도가 G protein 신호를 조절함으로써 그 약효를 보이고 있는 점을 감안하면 그 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다.
    G protein은 alpha, beta, gamma로 이루어진 heterotrimer 이며 alpha를 다시 s, i, q, 12 등 4가지 family로 나눈다. 각각의 family는 독자적인 pathway를 통과하여 여러 가지 신호를 매개하는데 본 연구실에서는 자체적으로 개발한 lentivirus를 사용한 RNAi 기술을 사용하여 그 메카니즘을 연구하고 있다.

    시스템생물학이란 새로운 학문이 있다. 이는 기존에는 불가능하였던 종합 학문이다. Genomic sequence 를 이용한 genomics, DNA chip을 이용한 transcriptomics, yeast 2 hybrid를 이용한 interactomics, 2-D gel 을 이용한 proteomics 등 종래에는 가능하지 않았던 omics 기술을 사용하여 막대한 양의 생물학적 정보를 산출해 내고, 이들을 종합적으로 활용하여 생물학적 현상을 한두 가지 유전자의 변화로 설명하던 기존의 해석 방법을 탈피해, 네트워크상의 총체적 변화로 설명하고자 하는 21세기 학문이다. 생체내 신호전달을 컴퓨터상의 시뮬레이션으로 구성, 설명, 증명함으로써 새로운 기작을 예견하는 미래형 학문이다. 이를 통해 생체내 신호전달 네트워크를 일부 이 그림에 나와 있는 바와 같이 종합적으로 구성하고 신약의 타겟점을 찾아 재구성함으로써 효과적인 신약 개발을 추구하고자 한다.

이상이 최상돈 교수 실험실에서 진행하고 있는 테마이다.