Research interest


세포소기관 연결성과 신경회로의 기능연구

세포 내에는 미토콘드리아(ATP 생산 공장), 소포체(단백질 생산 공장), 리소좀(폐기물 공장) 같은 세포소기관들이 존재. 과거에는 서로 다른 활동을 하는 이들의 상호작용에 관심을 두지 않았으나 5~6년 전부터 이들 소기관 간 소통(network, circuit)이 뇌질환의 원인이 된다는 연구가 대두되고 있습니다.

미토콘드리아와 소포체는 MAM 이란 얇은 막으로 연결되는데, 이는 칼슘의 이동통로로서의 기능을 함. 칼슘 항상성이 붕괴되면 미토콘드리아 기능저하로 인해 퇴행성 뇌신경질환이 발생. 또 미토콘드리아 기능저하시 미토파지에 의한 자가포식(오토파지) 기능이 제대로 수행되지 않을 경우, 변성 미토콘드리아가 방치되면서 치매, 탈수초, 근위축성 축삭 경화증 등 다양한 병으로 진행하게 됩니다.

본 연구팀은 이를 나노 해상도의 3차원 전자현미경법을 통해 세포 소기관의 네트워크 연결성의 변화를 직접 보여줄 수 있는 시스템을 확립. 3차원 고해상도 전자현미경법 이외에도 연구실에서는 Real time cellular imaging, Mitochondrial functional analysis, Proteomics 기법, Correlative light and electron microscopy 를 이용한 구조_기능의 입체적/통합적 연구를 통하여 신경회로 연결성에서의 세포소기관의 네트워크가 어떤 역할을 하는지를 연구합니다.

장내 미생물이 뿜어내는 성분들이 신경회로에 미치는 영향을 연구. 그 예로 short chain fatty acid와 extracellular vesicle이 신경회로에 미치는 영향을 연구 중입니다.

신경회로 기능과 구조 변화 연구에서 중심을 두고 있는 부분은 탈수초현상으로, 탈수초에 의해 axon이 손실될 경우 신경세포 퇴행이 일어나는 과정에서 미토콘드리아, 오토파지, 그리고 퍼옥시좀의 역할, 그리고 그들의 다이나믹한 네트워크 변화에 대해 연구합니다. 유전적인 질병이외에도 환경에 의해 영향을 받을 수 있는 후천성 면역염증질환에 대해 특히 관심을 두고 연구합니다.

활용기법

Electron tomography

Transmission Electron Microscopy
종설 – 생물학분야에서 Electron Tomography 활용기법
Mun JY et al., Applied microscopy, 2008, 38(2), 73-79 [PDF 링크]

Single particle analysis

Cryo-TEM
Negative staining
Tecnai G2 F20 TWIN TMP (Cryo-TEM, 200 kV, DGIST, 중앙기기센터)

Tecnai G2 (한국뇌연구원, 첨단뇌연구장비센터)

종설 – Image Processing and Cryo-Transmission Electron Microscopy; Example of Human Proteasome. Choi H and Jeon H et al., Applied microscopy, 2018, 48(1), 1-5 [PDF 링크]
 

Imaging

Synapse

Serial images (by Choi. HS)
Immuno-staining (by Noh. SG)

Autophagy and Proteasome

Exosome

Structural Analysis of Exosomes Using Different Types of Electron Microscopy
Choi. H and Mun. JY, Applied microscopy, 2017, 47(3), 171-175 [PDF 링크]
Sample Preparation and Imaging of Exosomes by Transmission Electron Microscopy
Jung. MK and Mun. JY, J Vis Exp. 2018, 131. doi: 10.3791/56482 [PDF 링크]

CLEM (APEX2 & Array Tomography)

Nucleosome