김상욱 교수 연구실
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서열 공진화와 진화 재배선을 기반으로 한 분자 기능 및 조절네트워크 규명 연구

Molecular function and gene regulatory rewiring analysis based on sequence co-evolution

연구 내용

서열 공진화 분석으로 효소 활성 및 기능을 최적화하고, 종 간 조절네트워크 재배선과 드라이버 변이를 규명하는 연구

본 연구는 서열 공진화 신호를 활용해 효소의 활성 부위와 기능을 재설계하고, directed evolution 계열 실험과 연계해 효소 활성을 조절하는 접근을 수행합니다. 또한 사람과 마우스 정교정 유전자에서 전사인자-타깃 유전자 조절 관계가 어떻게 진화적으로 달라지는지 조절 네트워크 관점에서 분석합니다. 이와 함께 암 유형 특이 드라이버 변이를 서열 공진화 기반 특징으로 탐지하여, 단백질-단백질 상호작용 인터페이스와의 연관성을 해석하는 체계를 보유합니다.

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연구 흐름

초기에는 서열 공진화 패턴을 근거로 효소의 기능 변화 가능 영역을 선택하고, 효소 활성 평가를 통해 엔지니어링 성능을 검증하는 연구를 수행했습니다. 이후 사람-마우스 정교정 유전자에서 유전자 조절 관계가 어떻게 재배선되는지 분석하여, 표현형 차이를 유발하는 조절 요소를 체계적으로 해석했습니다. 최근에는 암 유형 특이 드라이버 변이를 서열 공진화 특징으로 예측하고, 예측 결과를 활용할 수 있도록 계산 기반 웹 자원을 제공하는 방향으로 확장했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 효소 활성 최적화 후보군 도출
  • 단백질 공학 설계-시험-학습 워크플로우
  • 서열 공진화 기반 기능 예측
  • 진화 재배선 기반 조절 요소 해석
  • 암 유형 특이 드라이버 변이 선별
  • 단백질-단백질 인터페이스 연관성 분석
  • 조절 네트워크 기반 표현형 해석
  • 무세포/합성생물학 설계 연계
  • 대규모 서열 데이터 기반 모델링
  • 생물학 데이터 인프라 활용 파이프라인

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