Developmental Morphogenesis Lab(DML)

생명과학과 박태주

Developmental Morphogenesis Lab(DML)은 발생생물학과 형태형성 연구 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구실입니다. 본 연구실은 Xenopus laevis(아프리카 발톱개구리)를 주요 동물모델로 활용하여, 초기 발생과정에서 조직과 기관이 어떻게 형성되고 복잡한 형태를 이루는지에 대한 근본적인 원리를 탐구합니다. 이를 위해 세포 및 분자 수준의 다양한 기작을 규명하고, 발생과정에서 일어나는 세포 이동, 분화, 신호전달, 세포골격 재배열 등 다양한 현상을 첨단 이미징 및 분자생물학적 기법으로 분석합니다. 특히, 본 연구실은 섬모(cilia)의 형성과 기능, 그리고 섬모 관련 유전자(RFX2, GJA1 등)의 조절 메커니즘을 집중적으로 연구하고 있습니다. 섬모는 신호전달, 체액 흐름, 외부 자극 감지 등 다양한 생리적 기능을 담당하며, 섬모의 결함은 섬모병증, 신경계 이상, 호흡기 질환 등 다양한 질환과 연관되어 있습니다. 연구실에서는 섬모 단백질의 프로테오믹스, 근접 표지, 유전자 편집, 고속 이미징 등 첨단 기술을 활용하여 섬모의 구조적·기능적 특성을 규명하고, 섬모 관련 질환의 원인과 치료법 개발에 기여하고 있습니다. 또한, 연골 조직의 발생과 재생, 세포외기질(ECM) 신호전달, 연골세포의 분화 및 항상성 유지에 관한 연구도 활발히 진행되고 있습니다. ITGBL1, ERAD 복합체, DAMP 신호 등 연골 및 조직 재생에 중요한 분자적 기전을 규명하고, 골관절염 등 연골질환의 예방 및 치료를 위한 새로운 전략을 제시합니다. 다양한 동물모델과 조직공학적 접근법을 통해 조직 재생의 원리를 밝히고, 재생의료 분야로의 응용 가능성을 모색하고 있습니다. 이외에도, 환경 독성물질(PFOS, PCNB 등)이 발생과정 및 섬모 발달에 미치는 영향, 신경계 및 근육 발달, 유전자 편집 기반 질환 모델 개발 등 다양한 융합 연구가 이루어지고 있습니다. 최근에는 싱글셀 전사체 분석, 고해상도 이미징, 인공지능 기반 분석 등 최신 기술을 접목하여 발생생물학의 난제 해결에 도전하고 있습니다. 본 연구실의 연구는 발생 및 형태형성의 근본 원리 규명뿐만 아니라, 연골질환, 섬모병증, 신경계 질환 등 다양한 질병의 원인 분석과 치료법 개발, 조직 재생 및 재생의학 분야로의 기술 이전 등 사회적·의학적 파급효과가 매우 큽니다. 앞으로도 DML은 융합적이고 혁신적인 연구를 통해 생명과학 및 의생명과학 분야의 발전에 기여할 것입니다.