RNA 및 단백질의 품질관리는 세포 내 RNA와 단백질의 항상성 유지에 매우 중요함. 비정상적인 RNA 및 단백질의 세포 내 축적은 암, 뇌질환, 자가염증성 질환, 근육위축증 등 다양한 질병의 원인이 되므로 효율적인 RNA와 단백질 품질관리 시스템은 생체 항상성 유지와 질병 예방에 매우 중요한 기전임. 하지만 현재까지 세포노화 과정에서 RNA 및 단백질 품...

본 과제는 맞춤형 헬스케어 신산업을 이끌 융합인재를 양성하고, 예방·예측 중심의 건강모니터링과 혁신 기술을 연구하는 교육연구단 구축임. 연구목표는 맞춤형 헬스케어 글로벌 리더 양성을 위한 혁신융합연구 실현이며, 4대 융합연구그룹(맞춤형신약, 예측형진단, 라이프헬스케어, 스마트헬스테크)에서 맞춤신약·예측·진단·예방·스마트공학 기술 개발과 임상 근거 및 산학 사업화 추구가 핵심임. 운영체계 확립·학술·연구활동 지원·연구인프라 확충으로 연구역량 성장 확보됨. 기대효과는 교육 혁신을 통한 융합인재 배출, 연구성과의 사회·산업 파급력 확대, 산학협력 기반 R&D 선순환, 국제 공동연구 강화임.

세부 연구목표, 연구내용 및 연구범위 (1) 연구목표: 방사선 혹은 항암제 처리에 의한 암노화(치료-유도 노화)시 p53의 전사후 변형 분석 ◎ 연구내용 및 연구범위: ① 암세포 노화과정에서 p53 분자는 필수적인가? 어떤 p53 isoform이 세포노화에 관여할 수 있나? - 항암제, 방사선등 다양한 원인에 의한 암세포 노화과정에서 p53 분자가 필수 여부 규명 - p53 isoform (p53β, p53γ, Δ40p53, Δ40p53β, Δ40p53γ, Δ133p53, Δ40p53β, Δ40p53γ)중 노화에 관여하는 isoform 존재 여부 규명 ② 암세포가 노화되는 과정에서 p53 분자의 어떤 전사후변형(post-translational modification, PTM)이 노화 유도에 필수적인가? - 세포노화와 세포사멸에서 p53의 PTM을 phosphorylation 과 acetylation 중심으로 비교 분석 ③ 암세포 노화시 나타나는 p53의 PTM은 암세포 사멸에서 나타나는 PTM과 차별화 되는가? - 세포사멸과 세포노화에서 확인된 차별화되는 PTM 여부 검증 - 검증된 PTM에 대한 defective mutant 와 mimicking mutant를 제작하여 기능 확인 ④ 차별화되는 PTM을 조절하거나 이를 담당하는 상위분자를 조절함으로서 암세포는 세포노화 대신 세포사멸 스위치를 켤 수 있을까? - 암세포 노화 특이적 p53 PTM 결합단백질을 LC-MS/MS 기법을 이용하여 분석 및 암이들 분자의 상호 조절 관계를 분석 - 암세포 노화과정에서 p53 아세틸화 상위분자인 아세틸트란스퍼라아제 MOZ, MOF, Tip60 등과 노화의 연관관계 분석 (2) 연구목표 : 암노화에서 AKT/mTOR와 미토콘드리아의 상호 연관성 규명 ◎ 연구내용 및 연구범위: ① 암노화 과정에서 mTOR와 AKT는 미토콘드리아 기능과 직접적인 연관성을 가지고 노화를 조절하는가? - 다양한 자극에 의한 암노화에서 AKT의 활성화 분석 - AKT 및 mTORC1/mTORC2에 의한 미토콘드리아 활성 변화 및 ROS 발생 연관성 분석 - 암노화 상태에서 AKT의 미토콘드리아 프로테아제 LonP1 영향 분석 및 이들에 의한 암노화 조절 여부 분석 ③ 암세포 노화과정에서 미토콘드리아 질조절 단백질(quality control, QC)의 이상이 발견되는가? - 방사선 및 항암제에 의한 암노화에서 미토콘드리아 단백질의 질조절 단백질 ClpP/ClpX의 발현 변화 분석 - 암노화에서 미토콘드리아 misfolded protein 분석 및 ClpPX 단백질과의 연관성 분석 - ClpPX의 넉다운에 의해 세포노화 유도 및 세포노화 민감성 증진 여부 분석 (3) 연구목표: 암노화 조절 탈인산화효소 발굴 및 세포노화 조절 기전 규명 ◎ 연구내용 및 연구범위: ① 항암제와 방사선 처리에 의해 유도되는 ‘치료-유도 암세포 노화’ 과정에서 변화하는 탈인산화효소가 존재하는가? 이들의 상·하위 신호전달경로는 어떻게 조절되는가? - 항암제와 방사선에 의한 암노화 과정에서 변화하는 탈인산화 효소 분석 - 암노화 과정에서 AKT, JNK, p38 단백질 중심으로 탈인산화 효소 변화 집중 분석 및 상·하위 신호전달경로 분자 변화 분석 ③ 탈인산화효소 제어에 의해 암세포 노화 조절이 가능한가?이들 분자의 다른 canonical pathway 조절을 통해 노화 혹은 노화 연관 질병을 조절하는가? - 탈인산화효소 넉다운 혹은 과발현 조건에서 암세포 노화 유도 및 민감성 증진 분석 - 탈인산화효소 변화에 의한 상·하위 신호전달경로와 연관된 지방 대사(lipid metabolism) 혹은 미토콘드리아 대사 연관 기능 변화 여부 분석 ⑤ 종양이식생쥐 활용 신규 발굴 암노화 조절 분자제어에 의한 in vivo 효능 검증 및 in vivo 신호전달경로 검증

최종목표: 방사선유도 암혈관노화의 암증식 및 암전이 영향 규명 (연구 내용 1) 방사선유도 암혈관내피세포 노화 특성 분석 (in vitro & in vivo 연구) 방사선에 의한 다양한 혈관내피세포(HUVEC, HMVEC, ECFC) 노화 특성 규명 방사선에 의한 암혈관내피세포(TEC) 노화 특성 규명 방사선에 의한 혈관내피세포 유전자발현 변화 프로파일링(NGS 기법 활용) 및 검증 신규 방사선 유도 혈관노화 제어 타겟분자 발굴 및 기능 분석에 의한 암혈관 노화 조절 검증 종양이식생쥐모델 활용 방사선에 의한 암혈관 노화 분석 (연구 내용 2) 방사선유도 노화 암혈관내피세포의 암증식 영향 분석 (in vitro & in vivo 연구) 방사선유도 노화 혈관내피세포 SASP의 암세포 증식/이동성, 혈관신생능 영향 등 분석 방사선유도 노화 암혈관내피세포 및 혈관내피세포 SASP의 특성 비교 분석 방사선유도 노화 혈관내피세포의 신규 SASP 타겟분자 발굴 신규 발굴 SASP 타겟분자의 암증식 영향 in vitro 분석 종양이식생쥐모델 활용 신규 발굴 SASP 타겟분자 제어에 의한 암증식 영향 검증 (연구 내용 3) 방사선유도 암혈관내피세포의 암전이 영향 분석 (in vitro & in vivo 연구) 방사선유도 노화 혈관내피세포의 투과성 및 ECM 영향 분석 방사선유도 노화 혈관내피세포의 암세포-혈관내피세포 접착성 및 transendothelial migration 영향 분석 방사선유도 노화 혈관내피세포의 ECM, 암세포-혈관내피세포 접착성 및 transendothelial migration 조절 신규 타겟 발굴 및 검증 3차원 암세포-혈관내피세포 배양 기술(Microfluidic assay)을 활용한 ECM, 암세포-혈관내피세포 접착성, transendothelial migration 영향 분석 암전이생쥐모델 활용 방사선 암혈관 노화에 의한 암전이 영향 및 신규 발굴 타겟 제어에 의한 암전이 영향 분석