[University of Oklahoma] Regulatory RNA Laboratory
2024-01-19
org.kosen.entty.User@2562b4a9
윤제현(arc9844029)
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미국 중부지역 오클라호마의 주도인 오클라호마 시티에 위치한 University of Oklahoma Health Science Center 는 Stephenson Cancer Center 를 중심으로, University of Oklahoma Medical Center, Children’s Hospital, Dean McGee Eye Institute, Harold Hamm Diabetes Center, Oklahoma Medical Research Foundation, Oklahoma Center for Geroscience and Healthy Brain Aging 와 인접해 있습니다. 저희가 소속되어 있는 Department of Oncology 는 College of Medicine 에 소속되어 있고, Basic Science and Clinical Science Department 와 활발한 공동연구를 진행하고 있습니다.
사진1. University of Oklahoma 의 상징물인 Sooner Statue
사진2. University of Oklahoma Medical Center 전경
사진3. University of Oklahoma, College of Medicine 시계탑 광경
사진1. University of Oklahoma 의 상징물인 Sooner Statue사진2. University of Oklahoma Medical Center 전경저희 연구실 2015년에 Medical University of South Carolina (Charleston, SC) 에서 시작하여, postdoctoral scholars 6명, graduate students 6명, lab technicians 8명, college/high school students 25명을 training 하였습니다. 그리고 지난 2023년 4월 University of Oklahoma 로 이사를 하여 noncoding RNA 관련 연구를 활발하게 진행하고 있습니다. 지난 7년 동안 11편의 교신저자 논문과 15편의 공동저자 논문을 발표하였고, 특히 2021년에 Cell metabolism 과 2022 년에 Nature communications 에 공동교신저자 논문을 발표하였습니다. 저희 연구실은 미국 내외의 여러 실험실과 공동연구를 진행하고 있고, 특히 Emory University 와의 공동연구과제로 Muscular Dystrophy 관련 noncoding RNA 를 활발하게 연구하고 있습니다. 그리고 현재 NIH 연구과제로 extracellular miRNA 연구도 진행하고 있습니다.
사진3. University of Oklahoma, College of Medicine 시계탑 광경1. Overview
저희 실험실의 큰 연구 주제는 "RNP 코드", 즉 coding RNA 및 noncoding RNA에 결합하는 RNA-binding protein의 composition/function을 이해하는 것입니다. 저희는 리보핵단백질(RNP) particle의 assembly, composition 및 function, ubiquitin-mediated 단백질 분해, glucose metabolism에서 long noncoding RNA의 역할, 세포 내 lncRNA localization를 결정하는 mechanisms 을 연구해 왔습니다. 그리고RNA-containing functional complex 를 assembly 하는 규칙, RNP를 조절하는 신호전달 pathway, gene expression regulation에 대한 특정 RBP 및 noncoding RNA의 역할을 탐구하는 데 관심이 있습니다. 특히 proliferation, survival, senescence, aging, cancer 와 같은 aging-associated human disease 에서 RNP의 기능을 연구하고 있습니다.
2. long noncoding RNAs in cancer metabolism
가속된 당분해는 암에서 관찰되는 주요 대사 변화이지만, 근본적인 분자 메커니즘과 암 진행에서의 역할은 잘 이해되지 않고 있습니다. 저희 실힘설에서는 MMTV-PyVT 마우스에서 긴 비암호화 RNA(lncRNA) Neat1 knockout 이 종양 개시, 성장 및 전이를 심각하게 손상시키고 특히 해당과정의 마지막 바로 전 단계를 차단한다는 것을 발견하였습니다. 분자기작에서 NEAT1은 PGK1/PGAM1/ENO1 complex assembly을 위한 scaffold bridge를 형성하여 높고 효율적인 해당작용을 위한 substrate channeling을 촉진합니다. 특히, NEAT1은 암 환자에서 overexpression되고 high level complex formation와 관련이 있으며 마지막 바로 전 단계 해당 작용의 유전적 및 약리학적 차단은 NEAT1-dependent 종양 형성을 제거합니다. 또한 Pinin이 NEAT1의 glucose-stimulated nuclear export을 매개하여 isoform 특정 및 paraspeckle-independent기능을 한다는 것을 밝혔습니다. 이러한 발견은 종양 대사 조절에서 NEAT1의 직접적인 역할을 확립하고 Warburg 효과에 대한 새로운 통찰력을 제공하며 potential therapeutic target을 제시합니다. (Park et al., 2021 Cell metabolism)
3. RNA localization in nucleolus during inflammation and infection.
Inflammatory cytokine은 Immune response을 촉진할 수 있는 주요 signaling molecule 로 infection 중에 RNA 분해를 엄격하게 제어해야 합니다. 대부분의 연구에서는 세포질이나 핵질의 RNA 분해 경로를 조사하였지만 nucleolus에는 초점을 맞추지 않았습니다. Nucleolus는 리보솜 생합성 및 cellular stress 감지에 관하여 잘 연구되었지만, nucleolus 안에서의 RNA 분해 기작은 잘 연구되지 않았습니다. 저희 실험실에서는 nucleolus가 infection 중 inflammatory cytokine pre-mRNA 분해에 밀접한 연관이 있음을 발견하였습니다. RNA-seq 분석을 통해 inflammatory gene은 non-inflammatory gene에 비해 intron 비율이 더 높을 뿐만 아니라, infection 중에 pre-mRNA가 nucleolus에 집중적으로 존재한다는 사실이 밝혀졌습니다. 특히, Nucleolin (NCL)은 physical interaction을 통해 Cytosine 또는 Uracil (C/U)이 풍부한 서열을 함유한 inflammatory pre-mRNA와 Rrp6-exosome complex 를 nucleolus로 이끄는 가이드 인자 역할을 하여 target RNA 전달을 가능하게 합니다. NCL 이 depletion 되면 Rrp6-exosome 에 의한 분해가 잘 이루어지지 않고, 그 결과로 비정상적인 과다염증을 유발하여 LPS-induced lethality 를 초래합니다. (Lee et al., 2022 Nature communications)
4. Extracellular miRNAs and brain inflammation
이전의 연구에서는 Argonaute (AGO) 단백질이 microRNA (miRNA) 연구의 초점이었지만 저희 실험실에서는 AGO에 결합하지 않는 mature miRNA가 특정 RNA-binding protein 과 결합 할 수 있음을 발견하였습니다. 마이크로RNA 결합 단백질 (miRBP)을 조사하기 위해 protein array 기법을 사용하여 RBP QKI 가 let-7b에 직접 결합함을 알아냈습니다. 그리고 QKI가 여러 단계에서 miRNA-mediated gene silencing을 조절하고 exosome을 통해 miRNA 세포 밖으로 방출되는 과정을 제어 함을 발견하였습니다. QKI가 depletion 되면 AGO2와 let-7b-target mRNA의 상호 작용이 감소하여 결과적으로 target mRNA 분해가 억제됩니다. QKI는AUF1 및hnRNPK와 같은miRBP를 통해 let-7b 가 exosome에 로딩되는 과정을 제어함으로써 let-7b의 extracellular release을 억제합니다. 그래서 QKI depletion 된 상황에서let-7b의 extracellular release는 Toll-like Receptor 7(TLR7)을 활성화하고 recipient cell 에서 proinflammatory cytokine생성을 촉진하여 mouse cortex inflammation 유발합니다. 저희 실험결과에 따르면 QKI는 miRNA metabolism 에 관련된 새로운 유형의 RBP라고 보여집니다. (Min et al., 2023 in preparation)
저희 연구실은 박사후 연구원, 대학원생, Technician, 학부생/고등학생 등 다양한 background 을 가지고 있는 member 로 구성이 되어 있습니다. 대부분 저희 연구에 관심있는 분들이 먼저 연락을 주시고 관심있는 연구를 진행하여, 상당히 의욕적이고 활발한 연구가 수행되고 있습니다. 특히 미국 내외의 다양한 실험실과의 공동연구를 중심으로 저희 실험실에서 진행하기 어려운 실험들을 외부에서 진행을 하고, 실험실 내에서는 저희가 가장 잘 할 수 있는 RNA biochemistry and molecular biology 에 집중하고 있습니다. 이에 따라 yeast, C. elegans, Drosophila, mouse, human specimen 등 가용한 연구model 을 모두 활용하고 있고, noncoding RNA 와 이에 결합하는 단백질 간의 상호 작용을 주로 연구합니다.
연구실에 처음 합류하게 되면 다양한 공동연구과제로 인하여 집중력이 떨어질 수 있지만, 결과적으로 실험실의 강점인 RNA biochemistry and molecular biology 를 보완하고 더욱 집중하는 기회가 됨을 알 수 가 있습니다. 학교 내부와 외부 (미국내외) 에서 열리는 학회의 참석을 적극 지원하고, 외부 연구자들과의 교류를 통하여 연구분야를 넓히고 실험실의 장점을 살릴 수 있는 계기를 마련하고 있습니다. 특히 campus 에 초청한 seminar speaker 들과의 만남을 통하여 좀 더 현실적으로 구체적인 토론의 장이 되도록 배려를 하고 있습니다.
미국 오클라호마 시티 다운타운에 위치한 저희 연구실은 비행기로 올 경우, Will Rogers Airport (OKC) 공항에서 Airport Shuttle 을 타고 오시면 15분 정도 걸립니다. 택시 또는 우버도 손쉽게 이용하실 수 있습니다. 한국에서 오시는 경우 Dallas Fort Worth International Airport (DFW) 까지 American Airline (AA) 직항이 있고, 달라스에서 기차를 이용하시거나 운전을 하시면 2시간 30분 정도 소요 됩니다.
■ 주소 : 941 Stanton L. Young Blvd, BSEB 310, Oklahoma City, OK 73104, USA
■ 오시는 방법 : Will Rogers Airport (OKC) 공항 도착 ▷ Airport Shuttle 또는 택시/우버 탑승 ▷ 도보로 Basic Sciences Education Building이동 ▷ BSEB 310호 (실험실), 302C (사무실)
■ 이메일 : jehyun-yoon@ouhsc.edu
