#Molecular_Bio-imaging #Biophysics #Molecular_Biology #Gene_expression_regulation
연구소개:
“4-dimensional gene expression regulation by real-time single-cell imaging”
세포핵 내에서 일어나는 전사 과정에 대한 이해는 서로 다른 종류의 세포나 질병 세포에서 보이는 상이한 유전자 발현 양상을 이해하기 위한 첫 단계이다. 최근 보급된 차세대 염기서열분석 기술은 그동안 전사인자들 간의 분자적 메커니즘으로만 이해해오던 전사 조절 과정에 유전자가 놓여있는 염색질의 구조나 인, 핵막과 같은 세포핵 내 구조체들도 결정적인 역할을 한다는 관점을 더해주었다. 하지만 현재까지 염기서열분석에 의한 이들 구조체들과 유전자들 간의 상호작용에 대한 연구는 고형화된 세포들로부터 수집된 DNA 조각들의 통계적인 결과라는 점에서 포괄적인 전사 조절 과정에 대한 이해에는 한계가 있었다. 본 연구는 살아있는 단일 세포핵 내에서 초고해상도 이미징을 통해 시시각각으로 변화하는 염색질의 단위체들과 핵 내 구조체들의 4차원 상호작용을 실시간으로 관찰하여 오랜 생물학 연구의 숙제인 전사 조절 과정에 대한 우리의 이해 증진에 기여하고자 한다. [출처: SHUF 선정자 소개]
[super-resolution imaging(초고해상도 이미징)이란 무엇인가?]
: 초고해상도 이미징은 세포 내부 요소를 photoswichable dye로 관찰하는 방법으로, 분자 세포 생물학이나 유전학의 관찰에 강력한 도구로 사용된다.
[무엇을 관찰 하는가?]
:DNA, RNA, 단백질 등을 dCas9 이나 MS2 labeling과 같은 형광 표지 시스템을 이용하여 관찰한다. 다양한 생물학적 과정을 눈으로 직접 관찰할 수 있다.
[현재 집중하고 있는 연구는 무엇인가?]
:세포핵 내부에서 일어나는 전사 조절에 관여하는 단백질들의 dynamics와 핵 바깥으로 나가서 세포가 특정 환경에서 스트레스나 자극에 대한 response를 나타내는 여러 순간적인 반응들을 실시간으로 캡쳐하여, 원인을 분석하고 이들이 어떻게 진화해서 생명 현상에 기여하는지 등을 탐구하고 있다.
- Chromatin dynamics regulation by transcriptional condensate
- Visualizing chromatin structure
- CTCF-mediated chromatin looping and condensate formation
- Dynamic compartmentalization of heterochromatin domains
- Chromosome territories
주요 논문:
- WK Cho*, JH Spille*, M Hecht, C Lee, C Li, V Grube, II Cissé. ” Mediator and RNA polymerase II clusters associate in transcription-dependent condensate.” SCIENCE 2018.
- Won-Ki Cho, Namrata Jayanth, Brian P English, Takuma Inoue, J Owen Andrews, William Conway, Jonathan B Grimm, Jan-Hendrik Spille, Luke D Lavis, Timothée Lionnet, Ibrahim I Cisse. “RNA Polymerase II cluster dynamics predict mRNA output in living cells.” elife5, e13617 2016.
- Cherlhyun Jeong*, Won-Ki Cho*, Kyung-Mi Song, Christopher Cook, Tae-Young Yoon, Changill Ban, Richard Fishel, Jong-Bong Lee. “MutS switches between two fundamentally distinct clamps during mismatch repair.” Nature Structural and Molecular Biology 2011.
- Won-Ki Cho*, Cherlhyun Jeong*, Daehyung Kim, Minhyeok Chang, Kyung-Mi Song, Jeungphill Hanne, Changill Ban, Richard Fishel, Jong-Bong Lee. “ATP alters the diffusion mechanics of MutS on mismatched DNA.” Structure 2012.
- Won-Ki Cho, Namrata Jayanth, Susan Mullen, Tzer Han Tan, Yoon J Jung, Ibrahim I Cissé. ” Super-resolution imaging of fluorescently labeled, endogenous RNA Polymerase II in living cells with CRISPR/Cas9-mediated gene editing.” Scientific reports 2016.
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