광유전학 기반 단백질 절단·분비 분자 스위치 및 신호전달 제어

Optogenetics/Optochemogenetics-based molecular switches for protein cleavage/release and signal control

연구 내용

빛과 화학적 신호 입력을 결합해 단백질 절단·분비를 정밀 제어하고, 세포 내 신호전달을 AND-게이트로 조절하는 연구

본 분야는 광유전학과 광화학유전학을 이용해 단백질의 활성 또는 위치를 빛 입력으로 개시하고, 후속 신호전달을 안정적으로 제어하는 데 초점을 둡니다. endoproteolytic release 및 단백질 기능 조절을 위해 표적 단백질 절단 효소 기반 융합 설계를 수행하고, CRY2olig 및 LRP6c clustering 같은 빛 유도 군집화를 결합하여 AND-gated 패턴을 구현합니다. 주변광에 의한 누출을 저감하기 위한 이중 매개체 구성과, 신호-잡음비 향상을 위한 스위치 회로 설계가 차별점입니다.

관련 프로젝트

3건

연구 흐름

초기에는 빛-보조 유리(uncaging) 또는 단백질 절단 유도 같은 단일 구성요소 기반 분자 스위치의 작동 원리를 정리하고, 세포 제어에 필요한 분해-방출 동작을 검증하는 방향으로 연구가 수행되었습니다. 이후 2023년에는 CRY2olig와 LRP6c 군집화를 결합한 광화학유전학적 Wnt 스위치로 확장하면서, Boolean logic 형태의 AND-gating을 통해 신호 누출을 줄이고 공간·시간적 패터닝을 구현했습니다. 2024년 이후에는 GPCR 활성 분석을 위한 iTango-LAUNCHER 개발처럼 광게이트 기반 판독과 제어를 통합하는 시스템화 연구를 진행하고 있습니다.

활용 가능성

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

GPCR 신호 기능검증 플랫폼
광 입력 기반 단백질 절단 제어
광화학유전학적 Wnt 패터닝
세포 분비 프로파일 정밀 제어
AND-gating 기반 누출 최소화
tissue engineering 시공간 제어
Boolean logic 기반 다중 신호 조절
원격 세포 조절(광 유도)
신호전달 모델링용 스위치 회로
의과학 in vitro 시스템 구축