DNA 손상반응은 세포 내 유전체의 안정성을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 외부 환경 요인(자외선, 화학물질 등)이나 내부 대사 과정에서 발생하는 다양한 스트레스는 DNA에 손상을 유발할 수 있으며, 이러한 손상이 제대로 복구되지 않으면 암, 노화, 희귀질환 등 다양한 질병의 원인이 됩니다. 본 연구실은 DNA 손상반응의 분자기전을 심도 있게 규명하여, 세포주기 조절, 세포사멸, 전사조절, 손상회복 등 다양한 세포 내 반응이 어떻게 유기적으로 연결되어 유전체 안정성을 유지하는지 연구하고 있습니다. 특히, DNA 손상에 대한 세포의 반응 중 세포주기 체크포인트 활성화, 손상 부위의 인식 및 신호전달, 세포사멸 유도, 전사적 반응 조절 등 다양한 경로를 통합적으로 분석합니다. 이를 통해 암세포와 정상세포의 차별적인 손상반응 특성을 규명하고, 암세포의 내성 획득 및 치료 저항성의 분자적 원인을 밝히는 데 집중하고 있습니다. 또한, 생체시계(일주기 리듬)와 DNA 손상반응의 상호작용 연구를 통해 시간항암치료법(Chrono-chemotherapy) 등 맞춤형 치료 전략 개발에도 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 암, 노화, 희귀질환 등 유전체 불안정성과 연관된 질환의 예방 및 치료법 개발에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 더 나아가, DNA 손상반응의 조절 인자 및 신호전달 경로를 표적으로 하는 신약 개발, 바이오마커 발굴, 항암제 내성 극복 등 다양한 응용 연구로 확장되고 있습니다.

뉴클레오티드 절삭회복(NER)은 자외선(UV), 화학적 손상, bulky adduct 등 다양한 DNA 손상을 복구하는 주요 경로로, 박테리아부터 인간에 이르기까지 진화적으로 보존된 핵심적인 DNA 손상회복 기전입니다. 본 연구실은 NER의 분자적 단계(손상 인식, 손상 절단, 재합성 등)와 각 단계에서 작동하는 XP 단백질(XPA~XPG)의 역할, 그리고 이들 단백질의 발현 및 활성 조절 메커니즘을 집중적으로 연구하고 있습니다. 특히, XPA 단백질은 NER에서 손상 인식 및 확인 과정에 관여하는 핵심 인자로, 그 안정성과 활성 조절이 전체 NER 효율을 결정합니다. 본 연구실은 XPA의 전사 및 번역 후 조절, HERC2 E3 유비퀴틴 리가아제에 의한 단백질 안정성 조절, SIRT1에 의한 아세틸화 조절 등 다양한 조절 메커니즘을 규명해왔습니다. 또한, NER 신호전달 신규 인자, 생체시계에 의한 NER 활성 조절, DNA 복제 스트레스와의 상호작용 등 최신 연구 주제도 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 항암제 내성 극복, 피부노화 예방 및 치료, 맞춤형 항암치료법 개발 등 다양한 의생명학적 응용 가능성을 지니고 있습니다. 실제로, NER 활성 조절을 통한 피부노화 속도 제어, 항암제 내성 암 치료용 조성물 개발, 시간항암치료법 특허 등 다수의 연구성과와 기술이전, 특허 등록으로 이어지고 있습니다.

DNA 복제 스트레스는 암세포에서 흔히 나타나는 현상으로, 복제 포크의 정지, 손상, 불안정성 등이 유전체 불안정성을 심화시키고 암의 진행 및 치료 저항성에 영향을 미칩니다. 본 연구실은 DNA 복제 스트레스에 대한 세포의 반응, 특히 ATR-CHK1 신호전달 경로, Claspin mRNA 안정성 조절, Tristetraprolin(TTP) 단백질의 역할 등 복제 스트레스 반응의 분자적 기전을 심도 있게 연구하고 있습니다. 암세포는 만성적인 복제 스트레스를 극복하기 위해 다양한 DNA 손상회복 경로를 활성화시키며, 이 과정에서 항암제 내성이 발생할 수 있습니다. 본 연구실은 복제 스트레스 반응의 새로운 조절 인자 발굴, 복제 포크 안정성 유지 메커니즘, 그리고 이러한 경로를 표적으로 하는 합성치사(synthetic lethality) 기반 항암 전략 개발에 주력하고 있습니다. 실제로, PARP 저해제 내성 유방암 세포의 합성치사 타겟 개발, 항암제 내성 암 치료용 보조제 및 진단 키트 특허 등 실질적인 연구성과를 도출하고 있습니다. 이러한 연구는 암세포의 DNA 복제 스트레스 취약성을 표적으로 하는 새로운 항암치료법 개발, 항암제 내성 극복, 환자 맞춤형 치료 전략 수립 등 임상적 응용 가능성이 매우 높습니다. 또한, 복제 스트레스 반응의 분자적 이해를 바탕으로 암의 조기 진단, 예후 예측, 치료 반응성 평가 등 정밀의료 분야로의 확장도 기대됩니다.