본 연구실은 서울대학교 자연과학대학 동물학과를 시작으로 분자생물학과, 생명과학부를 거쳐 현재는 뇌인지과학과에 소속되어 있습니다. 김경진 지도교수님을 중심으로 1명의 박사후 연수과정 및 4명의 박사과정, 1명의 석사과정 학생 및 2명의 연구보조원이 함께 실험실을 이끌고 있습니다. 1985년 문을 연이래 성선자극 호르몬의 조절양상 및 태내스트레스의 영향을 연구하였으며, 2000년 국가지정연구실에 지정되면서 생체시계의 연구에 박차를 가하고 있습니다. 저희 실험실은 주어진 프로젝트 위주의 연구가 아닌 스스로 연구주제를 정하고, 탐구하고 이를 발전시키는 창의적인 연구방식을 취하고 있습니다. 이와 같은 창의적 연구방식은 수십명의 졸업생을 국내외 교수로 배출하는 원동력이 되었습니다. 저희 연구실은 현재 석사 73명, 박사 44명을 배출하였고, 국제논문 172편, 국내논문 47편 그리고 특허 15편을 발표하는 등 국내 뇌과학 발전을 주도하여 왔습니다.
1) 성선자극 호르몬의 발현조절 및 맥동성
성선자극 호르몬의 pre-mRNA 는 많은 조직에서 발현이 되지만, 실제 호르몬을 만들어내기 위한 mRNA 는 시상하부의 GnRH 뉴런에서만 강하게 발현되는데 이는GnRH 뉴런 특이적인 스플라이싱(splicing) 에 의한 것임을 본연구진이 밝혀내게 되었다.
또한 GnRH 호르몬은 1시간을 주기로 분비와 휴식을 반복하는 맥동성을 보이는데, 이는 사춘기를 거쳐 성인이 되면 본격적으로 발현되기 때문에 이에 관한 연구는 성조숙증이나 사춘기 개시 지연 등과 관련해 사회•의학적으로 많은 관심을 받아 왔다. 본 연구진은 사춘기 개시에 중요한 신경조절물질인 키스펩틴이 GnRH 유전자 발현을 유도함과 동시에 GnRH 신경세포군이 일제히 맥동성을 보이도록 동기화시킨다는 사실을 밝혀냈다.
2) 일주기 생체시계의 분자적 조절기전 연구
일주기 생체시계는 인간과 같은 고등동물의 경우 수면패턴, 체온조절, 혈압변화의 일주기 조절자로서 내분비계와 면역 관련, 순환기계, 배설계 등 다양한 생리현상에 광범위한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이는 외부로부터의 자극이 없는 상태에서도 스스로 작동하는 내재적 분자기전을 가지고 있는데 이중에서도 CLOCK과 BMAL1 이라는 두 전사조절 인자는 가장 중요한 역할을 수행하는 것으로 알려져 있다. 본 연구실에서는CLOCK 과 BMAL1이합체가 다양한 형태로 조절되어 24시간 주기를 형성하고 있음을 밝혀내었다.
대표적인 스트레스성 호르몬인 글루코코르티코이드 호르몬은 지난 100여년간 일주기 리듬을 가장 잘 보이는 대표적 호르몬으로 알려져 왔다. 그러나 그 분자적 합성 및 분비리듬에 대한 분자생물학적인 연구는 잘 알려져 있지 않았다. 본 연구진은 글루코코르티코이드 합성의 핵심 유전자인 `StAR' 유전자의 프로모터 부분이 CLOCK과 BMAL1의 일주기 전사 조절의 주요 타겟으로 작동함을 발견하였고 이 조절기전이 일주기성을 조절한다는 사실을 밝혀냈다.
생체시계는 생리학적인 변화 뿐만 아니라 정서의 상태에도 영향을 미치는데, 활동기에는 비활동시기에 비해 우울 및 불안도가 감소하고 활동성, 공격성이 늘어난다. 이러한 정서상태의 변화는 우울증, 조울증 및 불안장애 등 다양한 정서장애에 상당부분 연관되어 있음이 현상학적으로 밝혀져 있었으나 신경생물학적 작용원리를 밝히진 못했다. 본 연구팀은 뇌의 신경전달 물질인 도파민 신경회로가 정서조절 및 장애 발병의 핵심 조절 시스템이라는 사실에 착안해 , 생체시계에서 표적 유전자들에 대한 발현 억제 기능을 담당하는 특정 단백질(REV-ERBα)가 그 연결고리로 작동함을 밝히게 되었다. REV-ERB？는 도파민을 합성하는 티로신 수산화효소(TH)의 프로모터에 작동하여 유전자 발현을 조절하함으로서 하루를 주기로 한 정서리듬을 관장하는 것으로 생각된다.
저희 연구실은 매주 랩미팅을 통하여 연구결과 및 최근 연구동향을 논의하고 있으며, 매달 실험실 야외활동을 통하여 실험실원의 화합과 단결을 도모하고 있습니다. 또한 SfN, AOSCE, ICN등 주요 국제학회에 참여하여 최신의 연구동향을 파악하고, 세계의 주요 연구실과의 체계적인 공동연구를 통하여 연구분야를 선도하고 있습니다. 저희 실험실의 특징은 재학생과 졸업생의 돈독한 관계를 들 수 있습니다. 선배님들은 실험실에서 배운 지식과 연구역량을 바탕으로 각자의 분야에서 후배들과 끊임없이 교류함으로서 연구주제를 발전시키고 토론하는 많은 도움을 주시고 계십니다. 이를 바탕으로 저희 실험실은 끊임없이 발전하고 있으며, 우수한 연구결과를 바탕으로 세계를 선도하는 연구실로 나아갈 것입니다.
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