미생물생명공학연구실 (Microbial Biotechnology Lab)

한국, 일본, 중국 등지에서도 다수의 연구자들에 의해 자연환경 및 환자의 샘플에서 광범위하게 Cryptococcus 종들이 분리되어 보고 된 바 있으며 (2005년 Cryptococcus and Cryptococcosis, 보스턴 미국), 국내에서는 지난 2007년 3월 27일에 KBS “현장기록병원“에서 방송된 바와 같이 면역성에 전혀 이상이 없는 5세 유아들에게서 폐, 심장 및 기도를 둘러싸고 있는 크립토코쿠스증이 발견되어 감기 및 독감 증상과 유사한 고열을 보고 한바 있어, 한국 및 아시아 지역도 감염 및 전염병 발병의 가능지대로 예측되고 있다. 그럼에도 불구하고 아직 국내에서는 그 정확한 분포도와 발견되는 Cryptococcus 종에 대한 자세한 분석조차 자세히 이루어지고 있지 않은 실정이고, 전 세계적으로도 Cryptococcus의 병원성 조절 메커니즘 및 신호전달체계에 대한 연구는 이제 시작 단계에 불과하며, 따라서 아직 정확한 발병의 원인에 대한 규명, 병원성 조절 신호전달네트워크의 작동기작 규명 및 이를 통한 효과적인 예방 및 치료법이 개발되지 못하고 있는 실정이다. 이러한 난관에도 불구하고 크립토코커스증을 치료하기 위한 전 세계적인 노력의 일환으로 미국과 캐나다의 학`연간의 공동유전체연구(Broad Institute (Harvard대학, MIT대학 공동운영), Duke대학, TIGR 및 University of British Columbia (캐나다))를 통해 현재 4가지 종의 Cryptococcus의 genome sequencing이 완료되어(2005년 Science지, 2014년 PLoS Genetics에 발표), 본격적인 유전체학적 연구가 가능하게 되었다. 또한 지난 10년간 돌연변이균제조법, 벡터시스템 및 Agrobacterium을 이용한 random mutagenesis 방법 등의 다양한 분자생물학적 도구가 개발되어 본격적이고 활발한 분자생물학적, 유전학적, 생리학적, 생화학적 연구가 가능케 되었다. Cryptococcus neoformans 인산화효소의 경우 진균 세포내에서 다양한 생명현상을 관장하였는데, 전체 발굴한 183개의 인산화효소 중 129개 인산화효소에 대한 총 264개 유전자변이균주를 제조하고 이들에 대한 통합적인 형질분석을 실시하여 유전체 수준의 인산화효소 네트워크를 규명하였다. 병원성 진균 세포 내 단백질의 약 30%의 활성을 조절하는 인산화효소에 대한 기능유전체학적 접근을 통해 병원성 조절 관련 신호전달기작의 분석뿐 아니라 병원균을 조절할 수 있는 새로운 약물타깃을 발굴하였다. 인산화효소는 가장 각광받는 약물개발의 타깃임에도 불구하고, 현재까지 이를 타깃으로 하는 항진균약물은 개발된 바 없어 향후 새로운 차원의 항진균제 개발이 가능할 것으로 예측된다. My laboratory studies various signal transduction systems in two major pathogenic fungal model systems, ascomycete Candida albicans and basidiomycete Cryptococcus neoformans. Both C. albicans and C. neoformans are human fungal pathogens, which can infect both immunocompetent and immunocompromised individuals.