ChangwookLab
생명과학과 이창욱
ChangwookLab은 진핵세포 내에서 막 수송, 미토콘드리아 역학, 오토파지 등 세포 내 주요 생명현상을 조절하는 단백질의 구조적, 생화학적, 기능적 기전을 심층적으로 연구하는 연구실입니다. 본 연구실은 X-선 결정학, 생화학적 분석, 세포생물학적 기법 등 다양한 첨단 연구 방법을 활용하여, 단백질 복합체의 3차원 구조를 규명하고 이들의 작용 원리를 밝히는 데 주력하고 있습니다.
특히, ER-미토콘드리아 접촉 부위(ERMES complex), 핵-액포 접촉 부위(NVJ complex) 등 세포 소기관 간 막 접촉 부위의 구조와 기능을 세계 최초로 규명함으로써, 세포 내 물질 교환, 신호 전달, 오토파지, 미토콘드리아 역학 등 다양한 생리적 현상의 분자적 원리를 제시하였습니다. 이러한 연구는 세포 내 소기관 간 상호작용의 새로운 패러다임을 제시하며, 생명과학의 기초 연구뿐만 아니라 질병 기전 이해에도 중요한 기여를 하고 있습니다.
또한, 암 발생 및 진행에 관여하는 신규 단백질의 구조와 기능을 밝히는 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 암세포 내에서 특이적으로 발현되거나 기능하는 단백질의 구조적 특성을 규명함으로써, 암의 분자적 기전을 이해하고 새로운 치료 표적을 발굴하는 데 기여하고 있습니다. TRAP1, EXD2 등 다양한 암 관련 단백질의 구조 규명 및 저해제 개발 연구를 통해, 맞춤형 치료제 개발과 신약 타깃 발굴에 앞장서고 있습니다.
ChangwookLab은 국내외 유수의 학술지에 다수의 연구 성과를 발표하며, 다양한 학회 및 국제 컨퍼런스에서 연구 결과를 공유하고 있습니다. 또한, 연구실 구성원들은 다양한 수상 경력과 함께 국내외 연구기관 및 산업체에서 활발히 활동하고 있어, 연구실의 우수성과 영향력을 입증하고 있습니다.
앞으로도 ChangwookLab은 세포 내 단백질 복합체의 구조 및 기능 연구를 지속적으로 확장하여, 생명과학 및 의생명과학 분야의 발전에 기여하고, 질병 정복을 위한 혁신적 연구 성과를 창출할 계획입니다.
ER-Mitochondria Contact Sites
Nucleus Vacuole Contact Sites
Vac8 Complex Structure
막 수송, 미토콘드리아 역학 및 오토파지에 관여하는 단백질의 구조 및 기능 연구
우리 연구실은 진핵세포 내에서 막 수송, 미토콘드리아의 역학, 그리고 오토파지에 관여하는 단백질들의 구조적, 생화학적, 기능적 기전을 심층적으로 연구하고 있습니다. 세포 내 다양한 소기관들은 막을 통해 물질을 교환하고, 이러한 과정에서 막 수송 단백질과 미토콘드리아의 동적 변화가 매우 중요한 역할을 합니다. 특히, 오토파지와 같은 세포 내 항상성 유지 메커니즘에서 단백질 복합체의 구조와 상호작용을 규명하는 것이 연구의 핵심입니다.
이러한 연구를 위해 X-선 결정학, 생화학적 분석, 세포생물학적 기법을 활용하여 단백질의 3차원 구조를 규명하고, 이들이 세포 내에서 어떻게 기능하는지 밝히고 있습니다. 예를 들어, ER-미토콘드리아 접촉 부위(ERMES complex)와 핵-액포 접촉 부위(NVJ complex) 등 다양한 막 접촉 부위에서의 단백질 복합체 구조를 최초로 규명하였으며, 이를 통해 세포 내 물질 교환과 신호 전달의 분자적 원리를 제시하였습니다.
이 연구는 세포 내 소기관 간 상호작용의 분자적 기초를 이해하는 데 중요한 기여를 하고 있으며, 나아가 세포 항상성, 노화, 질병 발생과 같은 생명현상의 근본 원리를 밝히는 데 큰 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 다양한 단백질 복합체의 구조와 기능을 규명함으로써, 생명과학 및 의생명과학 분야의 발전에 이바지할 것으로 기대됩니다.
암 관련 신규 단백질의 구조 및 기능 규명
최근 우리 연구실은 암 발생 및 진행에 관여하는 신규 단백질의 구조와 기능을 밝히는 데에도 큰 관심을 두고 있습니다. 암세포 내에서 특이적으로 발현되거나 기능하는 단백질들은 종양의 성장, 전이, 약물 저항성 등 다양한 암 특성에 중요한 영향을 미칩니다. 이러한 단백질들의 구조적 특성을 규명함으로써, 암의 분자적 기전을 이해하고 새로운 치료 표적을 발굴하는 것이 연구의 주요 목표입니다.
연구실에서는 X-선 결정학, 단백질-리간드 결합 분석, 세포 내 기능 검증 등 다양한 첨단 기법을 활용하여 암 관련 단백질의 3차원 구조를 해석하고, 이들이 세포 내에서 수행하는 역할을 체계적으로 분석하고 있습니다. 예를 들어, TRAP1, EXD2 등 암과 관련된 단백질의 구조를 규명하고, 이들의 저해제 개발 및 작용 메커니즘을 밝히는 연구를 수행하였습니다. 이를 통해 암세포의 생존 및 사멸 조절, DNA 손상 복구, 대사 조절 등 다양한 생물학적 현상과의 연관성을 탐구하고 있습니다.
이러한 연구는 암의 조기 진단, 맞춤형 치료제 개발, 신약 타깃 발굴 등 의생명과학 및 의학 분야에서 매우 중요한 의미를 지닙니다. 앞으로도 암 관련 신규 단백질의 구조 및 기능 연구를 지속적으로 확장하여, 암 정복을 위한 혁신적 연구 성과를 창출할 계획입니다.
세포 소기관 간 막 접촉 부위(MCS)의 구조적 이해와 생리적 역할 규명
세포 내 소기관들은 막 접촉 부위(Membrane Contact Sites, MCS)를 통해 서로 직접적으로 상호작용하며, 물질 교환과 신호 전달을 수행합니다. 우리 연구실은 ER-미토콘드리아, 핵-액포 등 다양한 소기관 간 막 접촉 부위의 구조적 특성과 이들이 세포 생리에 미치는 영향을 집중적으로 연구하고 있습니다. 특히, ERMES, NVJ 등 주요 단백질 복합체의 구조를 세계 최초로 규명함으로써, 소기관 간 직접적 상호작용의 분자적 원리를 제시하였습니다.
이 연구를 통해 세포 내 이온 항상성, 지질 합성, 오토파지, 세포 사멸 등 다양한 생리적 현상에서 막 접촉 부위가 수행하는 핵심적 역할을 밝혀내고 있습니다. 예를 들어, ER-미토콘드리아 접촉 부위에서의 지질 이동, 핵-액포 접촉 부위에서의 미세 오토파지 및 신호 전달 등 세포 내 복잡한 네트워크를 구조적 관점에서 해석하고 있습니다. 이를 위해 결정학, 생화학, 세포생물학 등 다양한 융합적 연구 방법을 적용하고 있습니다.
이러한 연구는 세포 내 소기관 간 상호작용의 새로운 패러다임을 제시하며, 신경퇴행성 질환, 대사질환, 암 등 다양한 질병의 발병 기전을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다. 앞으로도 막 접촉 부위의 구조 및 기능 연구를 심화시켜, 세포 생리 및 질병 연구에 새로운 지평을 열어갈 것입니다.
2
MIGA2 LD targeting domain
Nat. Commun., 2022
3
VAPB-MIGA2 phospho-FFAT motif complex
Nat. Commun., 2022
