김성주 연구실은 유전생화학적 접근을 통해 암세포의 약제 내성 기전과 새로운 치료 표적을 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히 미토콘드리아 외막수용체인 TOMM20, E3 유비퀴틴 리가아제(HUWE1, RNF128 등)와 같은 단백질의 조절이 암세포의 생존, 약제 내성, 세포 사멸에 미치는 영향을 심도 있게 분석합니다. 최근 연구에서는 HUWE1이 대장암 세포의 옥살리플라틴 감수성을 증가시키는 기전을 규명하였으며, TOMM20의 유전자 변이와 발현 조절이 암세포의 약제 내성에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈습니다. 이러한 연구는 차세대 시퀀싱, 유전자 편집, 단백질 상호작용 분석 등 첨단 분자생물학적 기법을 활용하여 진행됩니다. 연구실은 다양한 암종(대장암, 신장암 등)에서 발견되는 유전자 변이와 그 기능적 결과를 분석하고, 암세포의 대사 재프로그래밍, 미토콘드리아 기능 이상, 유비퀴틴-프로테아좀 시스템의 조절을 통한 암 치료 전략을 개발하고 있습니다. 또한, 암세포 내에서 발생하는 새로운 돌연변이와 그로 인한 약제 내성 획득 과정을 분자 수준에서 규명함으로써, 맞춤형 치료법 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 다수의 특허 출원과 논문 발표로 이어지고 있으며, 실제 임상 적용을 위한 바이오마커 및 치료제 개발의 기반을 마련하고 있습니다. 연구실은 한국연구재단 등 다양한 기관의 지원을 받아 활발한 연구를 이어가고 있으며, 암 환자의 예후 예측과 치료 효율성 향상에 실질적인 기여를 목표로 하고 있습니다.

연구실은 모낭 발달, 탈모 질환, 피부 노화 등 피부 및 모발 관련 질환의 유전적·분자적 조절 기전을 심층적으로 연구하고 있습니다. 대표적으로 Hairless(HR) 유전자 변이와 그로 인한 Marie Unna hereditary hypotrichosis(MUHH) 동물 모델을 개발하여, 모낭 줄기세포의 조절, Wnt 신호전달계, miRNA 및 lncRNA의 역할을 규명하였습니다. HR 유전자의 과발현 또는 기능상실이 모낭의 성장주기, 분화, 퇴행에 미치는 영향을 다양한 분자생물학적 방법으로 분석하고 있습니다. 특히, miR-199a-5p, miR-330-5p 등 다양한 마이크로RNA와 그 표적 유전자(예: FZD6, Ddr1, Pdia3 등)의 상호작용을 규명하여, 모낭 및 피부 세포의 증식, 분화, 이동성에 미치는 영향을 밝혀냈습니다. 또한, Sfrp2, Dlx3, Msx2 등 Wnt 신호전달계와 연관된 유전자들의 발현 조절과 모낭 형성 및 유지에 미치는 영향도 집중적으로 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 탈모 질환의 병인 규명뿐만 아니라, 새로운 치료 타깃 발굴 및 바이오마커 개발로 이어지고 있습니다. 더불어, 피부 노화와 관련된 오토파지, 환경오염(미세먼지) 노출에 따른 피부염 및 피부 장벽 손상, 아토피 피부염 등 다양한 피부 질환의 분자적 기전도 연구하고 있습니다. 연구실은 동물 모델, 세포주, 임상 샘플을 활용한 다각적인 연구를 통해 피부 및 모발 질환의 예방과 치료에 기여하고 있습니다.