신경기능 및 바이오이미징 연구실
(Laboratory of Neural Functions and Bio-imaging)
저희 연구실은 주로 뇌신경세포의 시냅스 활동 기전을 밝힘으로서
신경세포 활동 원리와 시냅스 기능저하와 연관된 다양한 뇌신경 질병의
분자세포생물학적 발병기전을 연구하고 있습니다.
Our
Story
시냅스 전뉴런(Presynaptic neuron)의
신경기능 조절 기전 규명
시냅스 전뉴런은 지속적인 신경전달물질 분비를 위해 다양한 메커니즘으로 신경기능을 조절하며
그 기능이 유지됩니다. 저희 연구실에서는 시냅스 소포(synaptic vesicle)의 분비모드 및 순환기전, 시냅스 소포 분비 위치 점유 및 정리 기전, 신경전달물질(neurotransmitter) 충전 기전, 시냅스 소포 재충전 기전 등 시냅스 전뉴런에서 일어나는 신경기능 조절기전에 대해 연구하고 있습니다.
또한, 자폐성 발달장애와 같은 신경발달장애 관련 단백질의 발현저하 및 돌연변이가 시냅스 전뉴런에서 신경전달물질 조절에 어떠한 영향을 미치며, 결국 신경신호전달을 어떻게 저해시키는지 그 기전을 연구하고 있습니다.
이와 관련된 다양한 연구결과를 저명한 국제학술지인 Nature Communications, PNAS, Cell Reports, Journal of Neuroscience 등에 보고하였으며, 후속 연구를 지속적으로 진행하고 있습니다.
시냅스 후뉴런(Postsynaptic neuron)의
신경기능 조절 기전 규명
시냅스 후뉴런은 시냅스 전뉴런에서 분비하는 신경전달물질을 지속적으로 수용하기위해 다양한 구조적 변화기전을 가지며 신경전달물질 수용체의 기능 및 순환을 조절하여 신경세포기능을 조절합니다.
연구실에서는 특히 고해상도 라이브세포 이미징을 통해 흥분성 신경세포의 대표적인 시냅스 후뉴런 구조인 dendritic spine의 미세구조형성 및 변화기전이 실제 신경신호전달에 미치는 영향을 연구하고 다양한 신경발달질병과 관련된 단백질이 어떻게 dendritic spine의 구조와 기능에 영향을 미치는지 연구하고 있습니다.
이와 관련된 다양한 연구결과를 저명한 국제학술지인 PNAS, EMBO Journal, IEEE 등에 보고하였으며, 후속 연구를 지속적으로 진행하고 있습니다.
신경퇴행성질환 발병인자 및 관련 단백질의
신경기능 조절 기전 규명
알츠하이머병과 파킨슨병은 다양한 기전으로 신경세포사멸을 일으켜 뇌신경 기능을 점점 손상시키는 대표적인 신경퇴행성질환입니다. 알츠하이머병의 발병인자로 알려진 아밀로이드베타와 타우 단백질, 그리고 파킨슨병의 발병인자로 알려진 알파시누클레인, Parkin 및 LRRK2 등 많은 관련 단백질들은 실제로 신경세포에도 상당히 발현하고 있기 때문에 이러한 발병인지가 신경신호전달에 미치는 영향을 연구함으로서 신경퇴행성질환의 분자적 발병기전을 규명하고 있습니다.
이와 관련된 다양한 연구결과를 저명한 국제학술지인 Science Signaling 등에 보고하여 coverstory를 장식하는 등의 성과가 있었으며, 후속 연구를 지속적으로 진행하고 있습니다.
뇌조직 투명화 및 면역염색법 기술 개발 연구
두꺼운 생물조직을 이용하여 고해상도로 깊은 곳까지 이미징을 하기 위해서는 빛의 회절 한계를 극복 해야하며 이를 위해서는 생물조직 자체를 투명화하거나 형광염색 기법 기술을 크게 향상시켜 이미징을 하는 방법들이 있습니다.
이러한 연구로서 연구실에서는 최소시간의 적은 노력으로 최대한의 이미징 효율을 낼 수 있는 뇌조직 투명화 및 면역염색 기법을 개발하고 연구하고 있습니다.
이와 관련된 다양한 연구결과를 저명한 국제학술지인 Brain Structure and Function, Small methods, Communications Biology 등 에 보고하였으며, 후속 연구를 지속적으로 진행하고 있습니다.
