선정자 소개
류제경
서울대학교
The Structural Maintenance of Chromosome (SMC) protein family plays a crucial role in chromosome structure and is highly conserved across all life forms. It is involved in various vital biological processes, including chromosome organization, segregation, gene expression, replication, and repair. Yet, the fundamental principles guiding SMC proteins in chromosome formation remain unclear. To explore these principles, we will employ single-molecule DNA tethering imaging to observe real-time interactions between SMC proteins and DNA at a single-molecule level. Additionally, we will study the structural dynamics of SMC proteins using high-speed atomic force microscopy. Our investigation will encompass SMC proteins from different species, aiming to unravel longstanding biological mysteries surrounding chromosome formation.
SMC (Structural Maintenance of Chromosome) 단백질군은 염색체 구조를 형성하는 주요 단백질로 원핵생물부터 인간까지 크게 보존되어 있다. SMC 단백질군은 정밀한 염색체 구조 형성 및 딸 세포 분리 작용에 관여함으로 유전자를 세대에 걸쳐서 효과적으로 전달하게 하고, 유전자 발현, 유전자 복제, 유전자 복구 등의 다양하고 중요한 생명현상과 관련되어 있기 때문에, 생물학적으로 중요한 단백질군이다. 하지만, 어떻게 SMC 단백질 군이 염색체 형성을 시키는지에 대한 보편적인 원리는 아직 결론이 나지 않은 상태이다. 본 연구는 SMC 단백질의 보편적인 원리를 연구하고자, 세포 밖에서 단일 분자 DNA 양 끝단 테더링 이미징 기법을 이용해 단일 DNA 위에서 SMC단백질과 DNA 가 어떻게 상호작용하는지를 단일분자 수준으로 실시간으로 관찰한다. 또한, 초고속 액상 원자힘 현미경 (HS AFM)을 이용하여 SMC 단백질의 구조 동역학을 이해함으로 SMC 단백질의 분자 기전을 이해할 것이다. 다양한 종의 서로 다른 SMC를 사용하여 이들 SMC 단백질들의 보편적인 원리를 이해하려고 한다. 이 일을 통해서, 염색체 형성에 관련된 여러가지 생물학적인 오래된 미스터리를 해결하는 데 기여할 것이다.
- 연구분야
- 융합바이오
Universal principles of SMC-mediated genome organization
SMC (Structural Maintenance of Chromosome) 단백질군은 염색체 구조를 형성하는 주요 단백질로 원핵생물부터 인간까지 크게 보존되어 있다. SMC 단백질군은 정밀한 염색체 구조 형성 및 딸 세포 분리 작용에 관여함으로 유전자를 세대에 걸쳐서 효과적으로 전달하게 하고, 유전자 발현, 유전자 복제, 유전자 복구 등의 다양하고 중요한 생명현상과 관련되어 있기 때문에, 생물학적으로 중요한 단백질군이다. 하지만, 어떻게 SMC 단백질 군이 염색체 형성을 시키는지에 대한 보편적인 원리는 아직 결론이 나지 않은 상태이다. 본 연구는 SMC 단백질의 보편적인 원리를 연구하고자, 세포 밖에서 단일 분자 DNA 양 끝단 테더링 이미징 기법을 이용해 단일 DNA 위에서 SMC단백질과 DNA 가 어떻게 상호작용하는지를 단일분자 수준으로 실시간으로 관찰한다. 또한, 초고속 액상 원자힘 현미경 (HS AFM)을 이용하여 SMC 단백질의 구조 동역학을 이해함으로 SMC 단백질의 분자 기전을 이해할 것이다. 다양한 종의 서로 다른 SMC를 사용하여 이들 SMC 단백질들의 보편적인 원리를 이해하려고 한다. 이 일을 통해서, 염색체 형성에 관련된 여러가지 생물학적인 오래된 미스터리를 해결하는 데 기여할 것이다.
SMC 단백질 연구 분야에서 노벨상이 나올 때, 제 연구 결과가 주요 결과로 소개될 수 있도록 하겠습니다.
