우리얘기

LIN28A is a suppressor of ER-associated translation in embryonic stem cells
Jun Cho, Hyeshik Chang, S. Chul Kwon, Baekgyu Kim, Yoosik Kim, Junho Choe, Minju Ha, Yoon Ki Kim, and Narry Kim
(Cell, Vol 151, Issue 4) 
LIN28은 발생 과정, 당 대사와 발암 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 분자기작 수준에서 LIN28은 let-7 마이크로RNA의 신생성을 억제하고, 특정 mRNA 몇 종류의 번역을 증진하는 기능이 밝혀졌다.

이 연구에서는 LIN28의 두 paralog 중 하나인 LIN28A가 생쥐 배아 줄기세포에서 어떤 RNA를 대상으로 작용하는지 알기 위해 CLIP-seq (crosslinking immunoprecipitation-sequencing)과 리보솜 흔적 조사법 (ribosome footprinting)을 수행했다.

우리의 연구 결과, LIN28A는 조면소포체에서의 번역에 특이적인 번역 조절을 하고 있으며, 배아 줄기세포에서 단백질 배출 경로를 전체적인 수준에서 조절하는 의외의 기능을 갖고 있다는 사실이 제시되었다.

<김빛내리 교수>

2. 학력
 ○ 1998. 03 - 2007. 02 연세대학교 기계전자공학부 졸업 (정보산업공학전공)
 ○ 2007. 03 - 2009. 02 KAIST 바이오및뇌공학과 석사과정 졸업
 ○ 2009. 09 - 현재  서울대학교 생명과학부 박사과정 재학

3. 경력사항
 ○ 2001 - 2005  리눅스코리아(주) 솔루션개발팀 사원
 ○ 2001 - 2010 공개운영체제 FreeBSD 개발팀
 ○ 2002 - 현재   공개프로그래밍언어 Python (파이썬) 개발팀
 ○ 2004 - 현재   Python Software Foundation 지명회원
 
4. 전문 분야 정보
 ○ 소프트웨어산업발전유공자 정보통신부장관상 (2008)

산호들은 산호초를 만들어 해안을 보호하고, 주거지를 만들며, 풍부한 해산물을 공급하고, 신약물질을 제공하며, 막대한 관광산업 수입을 올리게 하는 매우 중요한 해양생물이다.
이로 인하여 전 세계적으로 약 5억 명이 산호 관련 산업에 종사하고 있으며, 연간 생산액이 약 400조에 이르는 것으로 알려져 있다.
또한 그동안 산호에 관한 국제학술지 논문이 70만 편 이상 출판될 정도로 가장 많은 주목을 받아 온 해양생물 중 하나이다.

산호는 자신의 몸 안에서 서식하는 공생미세조류인 심바이오디니움(Symbiodinium)으로부터 자신이 필요한 에너지의 80-90%를 얻는다.
산호는 주로 빈영양화 해역에서 사는데, 영양염 농도가 높아질 경우 대형해조류들이 대량 번식하여 산호를 죽이기 때문이다.
이 심바이오디니움은 산호 안에 있다가 밖으로 나가 돌아다니기도 하는데,  이러한 빈영양 환경은 심바이오디니움이 광합성을 하는데 매우 불리한 조건이다.
그 동안 과학자들은 '식물인 심바이오디니움이 광합성에 불리한 환경에서 대량으로 존재하며 산호초를 건강하게 유지하게 하는' 역설(paradox)을 풀기위하여 많은 노력을 해왔다.

본 연구팀은 심바이오디니움이 빈영양화 상태에서 세균이나 다른 미세조류를 포식하면서 대량번식 할 수 있음을 밝혀, 산호의 생태생리 연구 중 가장 어려운 난제를 풀게 되었으며, 앞으로 백화현상으로 파괴된 산호초를 복원하는데 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

<정해진 교수>

3. 경력사항
  ○ 1995년02월~1995년08월 : 미국 스크립스 해양연구소 박사후연구원
  ○ 1995년09월~2003년08월:  군산대학교 해양학과 전임강사/조교수/부교수
  ○ 2003년09월~현재 : 서울대학교 지구환경과부 부교수/교수
  ○ 2006년06월~2009년07월 : 융합기술원 환경에너지자원연구소 소장
  ○ 2008년06월~현재 : Harmful Algae (Elsevier), Editor
  ○ 2010년06월 ~ 현재 : 교과부-연구재단 해양극지 (해양바이오 기초원천 기술개발사업-해양공생생물 유전체 연구단) 세부연구책임자

4. 주요연구업적
  ○ 2012 교육과학기술부 장관표창
  ○ 2011 2011년도 기초연구사업 우수평가자 100인 선정
  ○ 2011 한국해양과학기술진흥원 공로상
  ○ 2002 제12회 과학기술우수논문상

5. 출판
  ○ SCI급 국제전문학술지 논문 64편 게재
  ○ 국내특허등록 6건, 해외특허출원 2건

1. 배경

분자전자소자(molecular electronics) 분야는, 단일 분자를 이용하거나, 소자의 중심 역할을 하는 활성층이 단 분자 단위로 만들어진 분자박막을 이용한 전자소자에 대한 연구 분야이다.
분자전자소자가 폴리머(polymer) 물질을 기본으로 하는 유기전자소자(organic electronics)와의 차별 점은 분자전자소자의 경우는 단일 분자 단위를 갖는 방향으로 전기장이 가해지므로 분자 내의 분자 궤도에 영향을 주어 분자의 특성을 변화시키고 이를 이용한 소자의 구동이 가능하다는 점이다.
그리고 분자를 이용할 경우, 그 크기와 기능면에서 대량 공정과 소자의 집적화의 부분에서 기존의 반도체 소자에 비해 유리한 장점이 있다.
현재까지 분자전자소자 연구는, 단단한 기판 위(예를 들어, 실리콘 기판)에서의 제작 공정을 거쳐, 전기적 신호의 분석을 통해 물성에 대한 이해와  이론을 바탕으로 다양한 소자로의 적용에 대한 연구가 진행되어 왔다.
하지만, 본 연구진은 이러한 전통적인 연구 관점에서 벗어나, 유기 물질의 유연한 물리적 특성을 이용하여, 2 nm 정도의 두께를 가지는 초박막 단분자박막을 이용한 분자전자소자를 제작하였다.
그리고 제작된 분자전자소자의 다양한 구부러진 상태에서의 전하수송 특성 및 그 메커니즘을 규명하였으며, 나아가 유연전자소자(flexible electronics) 연구 분야에 무한한 접목 가능성과 연구적 가치의 중요성을 제시하였다.

2. 연구결과

유연한 분자전자소자의 모식도

그림 1(a) 는 유연한 분자전자소자 개략도를 보여준다. 소자의 제작공정은 아래의 표 1처럼 유연한 분자전자소자 제작 공정에 설명되어 있다. 총 512개의 소자가 가로 3 cm × 세로 3 cm 크기의 플렉시블 기판에 만들어 졌으며 그림 1(b)에 실제 소자 사진이 포함되어 있다.

유연한 분자소자의 휨 상태에서의 전하수송 특성

그림 2는 분자 소자의 bending test에 대한 데이터이다.
분자 소자가 인장 또는 압축 응력을 받았을 때의 전기적 신호를, 분석을 통하여 소자의 휨 환경에서의 안정성을 규명 하였다.
구부러진 상태에서 온도 변화에 따른 전기 신호를 분석함으로써, 분자의 전자 전달 경로(tunnelling)가 구부러진 상태에서도 유지됨을 알 수 있다.

다양한 휨 상태에서의 분자 소자의 안정성

그림 3으로부터, 매우 극심한 환경이나 다양한 휨 환경에서의 소자 안정성을 확인 할 수 있다.
그림 3(a)에서 볼 수 있듯이 아주 작은 이쑤시개에 감겨진 상태에서도 약 10,000 초(약 2시간 30분) 동안 소자의 성능 저하는 볼 수 없었으며, 그림 3(b)에서 한 축을 돌리거나(각도 > 35°), 혹은 그림 3(c)에서처럼 유리 막대에 사선 형으로 감겨져 있는 상태에서도 소자의 성능은 꾸준한 견고함을 보여 주었다.

2. 학력
  ○ 1992 :  서울대학교 물리학 학사
  ○ 1994 :  서울대학교 물리학 석사
  ○ 2000 :  미국 퍼듀대학교 물리학 박사

3. 경력사항
○ 2000년 ~ 2004년 : 미국 예일대학교 박사후연구원
○ 2004년 ~ 2011년 :  광주과학기술원 신소재공학과 조교수/부교수/교수
○ 2011년 ~현재 : 서울대학교 물리천문학부(물리학전공) 부교수
○ 2007년 ~ 2012년 6월 : 교과부?연구재단 중견연구자(도약연구) 연구책임자
○ 2012년 5월 ~ 현재 : 교과부?연구재단 리더연구자(창의적연구) 연구책임자

4. 주요연구업적
○ 연구 분야 :
- 분자전자소자
- 유기물 기반 메모리 소자
- 반도체 나노와이어 기반 전자소자 및 그래핀 전극 기반 광전자 소자

○ 주요 연구업적 :
1.  Hyunwook Song et al. "Observation of Molecular Orbital Gating", Nature 462, 1039-1043 (2009) (issue of December 24, 2009).
2.  Gunuk Wang et al. "New approach for molecular electronic junctions with multi-layer graphene electrode", Advanced Materials, 23, 755 (2011). Cover Picture Article.
3.  Sangchul Lee et al. "Enhanced Charge Injection in Pentacene Field Effect Transistors with Graphene Electrodes ", Advanced Materials, 23, 100 (2011).
4.  Yongsung Ji et al. "Stable switching characteristics of organic non-volatile memory on a bent flexible substrate", Advanced Materials, 22, 3071 (2010). Cover Picture Article.
5.  Byungjin Cho et al. "Rewritable Switching of One Diode?One Resistor Nonvolatile Organic Memory Devices", Advanced Materials, 22, 1228 (2010). Cover Picture Article.
6.  Sunghoon Song et al. "Three-dimensional integration of organic resistive memory devices", Advanced Materials, 22, 5048-5052 (2010). Cover Picture Article.
7.  Gunho Jo et al. "Hybrid Complementary Logic Circuits of One-Dimensional Nanomaterials with Adjustment of Operation Voltage", Advanced Materials, 21, 2156 (2009). Cover Picture Article
8.  Gunuk Wang et al. "Enhancement of field emission transport by molecular tilt configuration in metal-molecule-metal junction", J. Am. Chem. Soc. 131, 5980 (2009).
9.  Woong-Ki Hong et al. "Tunable Electronic Transport Characteristics of Surface Architecture-Controlled ZnO Nanowire Field Effect Transistors", Nano Lett. 8, 950 (2008) and about 140 more papers.

* Detailed publication list can be found at http://mnelab.com

2. 학력
 ○ 2010년 : 아주대학교 신소재공학 학사
 ○ 2011년 : 광주과학기술원 신소재공학과 석사
 ○ 2011년 ~ 현재 : 광주과학기술원 신소재공학과 박사과정
   
3. 주요발표논문 (Selected journal articles)    
1. Sungjun Park, Gunuk Wang, Byungjin Cho, Yonghun Kim, Sunghoon Song, Yongsung Ji, Myung-Han Yoon & Takhee Lee, "Flexible molecular-scale electronic devices", Nature Nanotechnology (2012)
2. Jun-seok Yeo, Jin-Mun Yun, Dong-Yu Kim, Sungjun Park, Seok-Soon Kim, Myung-Han Yoon, Tae-Wook Kim, and Seok-In Na, "Significant Vertical Phase Separation in Solvent-Vapor-Annealed Poly(3,4-ethylenedioxythiop hene):Poly(styrene sulfonate) Composite Films Leading to Better Conductivity and Work Function for High-Performance Indium Tin Oxide-Free Optoelectronics" ACS Appl. Mater. Interfaces (2012) Online publised.
3. Gunuk Wang, Seok-In Na, Tae-Wook Kim, Yonghun Kim, Sungjun Park, and Takhee Lee, "Effect of PEDOT:PSS-molecule interface on the charge transport characteristics of the large-area molecular electronic junctions", Organic Electronics 13, 771  (2012).

<연 구 개 요>

IL-1β는 병원균감염에 의해 유도되는 사이토카인으로서 면역과 염증반응을 조절하여 숙주방어에 관여한다.
IL-1β는 먼저 병원체유래의 물질에 의한 자극으로 전사수준의 발현유도에 의해 비활성형(proIL-1β)으로 생산된 후 단백분해의 숙성과정을 통해 활성형으로 전환되어야 세포 밖으로 분비되며, 이 두 과정이 엄격히 분리되어 조절 받음으로써 IL-1β가 과잉으로 분비되는 것이 통제된다.
인플라마좀은 세포질에 존재하는 복합단백질체로서 caspase-1을 활성시킴으로써 proIL-1β의 숙성에 관여하며, 대표적으로 NLRP1, NLRP3, NLRC4, AIM2 인플라마좀이 있다.
 
치주염은 성인의 대표적 구강질환으로서, 치은연하에 형성된 복합세균의 바이오필름에 의해 야기되는 숙주의 염증 및 면역반응 결과로 조직파괴를 동반하며, 치아상실의 주된 원인이 된다.
IL-1β는 치주조직의 염증반응과 치조골흡수를 야기함으로써 치주조직의 면역병리와 밀접한 관계가 있다.
다양한 Treponema 종으로 이루어진 구강나선균은 치주염 병변에서 빈번히 검출되며 치주염 중증도의 표지인자이다.
세균의 표면단백질은 숙주세포와 가장 먼저 반응함으로써 병인기전에 중요한 역할을 한다. 따라서 구강 Treponema 종에 공통으로 존재하는 표면단백질은 IL-1β의 발현과 활성에 대한 연구 대상으로 적합한 분자이며 치주염의 병인기전을 이해하는데 매우 중요하다.
본 연구팀은 선행연구에서 구강나선균에는 매독의 원인균인 Treponema pallidum의 표면단백질인 Tp92와 상동성이 매우 높은 표면단백질이 존재한다는 것을 밝혔다.

구강나선균인 Treponema denticola 표면에  존재하는 Tp92 유사단백질인 Td92가 대식세포에서 proIL-1β의 발현을 유도하고, 비활성형의 IL-1β를 활성형으로 전환시키는데 관여하는 세포수용체와 인플라마좀의 규명 및 관련 메카니즘에 대한 연구를 수행하였다.
Td92는 세포수용체인 integrin α5β1과 직접 결합하여 proIL-1β의 발현을 유도할 뿐만 아니라 NLRP3 인플라마좀을 통해 caspase-1을 활성시키고 이에 의해 proIL-1β를 활성형으로 전환시켜 세포로부터 IL-1β의 분비를 유도하였다.
Td92는 세포로부터 ATP 방출을 유도하고, 세포밖의 ATP가 P2X7 수용체를 자극하여 칼륨이온을 세포 밖으로 유출시킴으로써 NLRP3를 활성시켰다.
뿐만 아니라 Td92는 NLRP3의 발현도 증가시켰다. Td92에 의해 유도되는 proIL-1β의 발현, NLRP3 발현 및 활성에는 전사인자인 NF-κB가 결정적 역할을 하는 것을 확인하였다.

세균표면단백질인 Td92는 integrin α5β1과 결합하여 proIL-1β 발현을 유도하는 '제 1신호'와 인플라마좀을 활성시키는 '제 2신호'를 동시에 나타냄으로써 IL-1β를 과도하게 분비시키기 때문에 치주염 병인에 중요한 역할을 함으로써 치주염억제를 위한 표적분자가 될 수 있으며, 인테그린의 IL-1β 분비와 관련된 새로운 기능은 세균감염, 염증성 질환, 자가면역질환에서 그 역할과 공통기전을 찾는 연구의 기반이 될 것이다.

4. 주요 논문 업적
1) Jun HK, Lee SH, Lee HR, Choi BK. 2012. Integrin α5β1 activates the NLRP3 inflammasome by direct interaction with a bacterial surface protein. Immunity 36, 755-768.
2) Lee SH, Choi BK, Kim YJ. 2012. The cariogenic characters of xylitol-resistant and xylitol-sensitive Streptococcus mutans in biofilm formation with salivary bacteria. Archives of Oral Biology 57:697-703.
3) Lee HR, Jun HK, Kim HD, Lee SH, Choi BK. 2012. Fusobacterium nucleatum GroEL induces risk factors of atherosclerosis in human microvascular endothelial cells and ApoE-/- mice. Molecular Oral Microbiology 27:109-123.        
4) Kim YC, Shin JE, Lee SH, Chung WJ, Lee YS, Choi BK, Choi Y. 2011. Membrane-bound proteinase 3 and PAR2 mediate phagocytosis of non-opsonized bacteria in human neutrophils. Molecular Immunology 48:1966-1974.
5) Choi J, Lee SY, Kim K, Choi BK. 2011. Identification of immunoreactive epitopes of the Porphyromonas gingivalis heat shock protein in periodontitis and atherosclerosis. Journal of Periodontal Research 46:240-245
6) Lee HR, Rhyu IC, Kim HD, Jun HK, Min BM, Lee SH, Choi BK. 2011. In-vivo-induced antigenic determinants of Fusobacterium nucleatum subsp. nucleatum. Molecular Oral Microbiology 26:164-172.
7) Kim M, Jun HK, Choi BK, Cha JH, Yoo YJ. 2010. Td92, an outer membrane protein of Treponema denticola, induces osteoclastogenesis via prostaglandin E2-mediated RANKL/osteoprotegerin regulation. Journal of Periodontal Research 45:772-779.
8) Ryu JI, Oh K, Yang H, Choi BK, Ha JE, Jin BH, Kim HD, Bae KH. 2010. Health behaviors, periodontal conditions, and periodontal pathogens in spontaneous preterm birth: a case-control study in Korea. Journal of Periodontology 81:855-863.
9) Lee SH, Jun HK, Lee HR, Chung CP, Choi BK. 2010. Antibacterial and lipopolysaccharide (LPS)-neutralising activity of human cationic antimicrobial peptides against periodontopathogens. International Journal of Antimicrobial Agents 35:138-145.

세계최고의 채소작물이며 열매발달의 모델식물인 토마토의 유전체서열분석이 완료되었다.
가지과식물은 전 세계의 다양한 기후에 서식하는 일년생 및 다년생을 포함하는 가장 큰 속씨식물군의 하나이다.
이 논문에서 우리는 하나의 야생종을 포함하여 재배되는 토마토의 질 높은 유전체서열을 감자유전체와 비교하여 보고하였다.
재배되는 토마토는 야생토마토와 서열상에 0.6%, 감자와는 8% 변이가 일어났으며 유전체상의 염색체 재배열을 관찰 할 수 있었다. 애기장대와 달리 그러나 콩과는 유사하게 토마토의 small RNA 유전자는 유전자가 많은 염색체 부위에 존재 하였으며 토마토 염색체는 진화과정상 세 번의 배수화가 진행 되었다.
이러한 염색체 진화과정을 통해 토마토 열매의 특성, 색깔 및 과육의 특성이 진화된 것으로 판단된다.

● 학    력

▶1976 ∼ 1980    서울대학교 천문학과 학사
▶1980 ∼ 1984    서울대학교 천문학과 석사
▶1984 ∼ 1990    University of Washington (미국, 시애틀) 천문학 박사

● 경    력

▶1990 ∼ 1993   카네기 천문대(미국, 파사데나) 연구원
▶1993 ∼ 현재   서울대학교 물리천문학부 교수
▶2002 ∼ 2004  Carnegie Institution of Washington (객원연구원)
▶2009 ∼ 현재  한국과학기술한림원 정회원

● 주요업적 : 방랑하는 구상성단의 거대구조와 안드로메다 은하의 구상 성단 발견
□ 처녀자리 은하단 안에 방랑하는 구상성단을 세계 최초로 발견했음.
수십 년 전부터 이런 방랑 구상성단의 존재는 이론적으로 예측되었던 것이었으며, 이를 실제로 검증함으로써 은하와 은하단 형성에 대한 이해를 증진시켰음. 또한 안드로메다 은하에서 새로운 구상성단을 다수 발견하였음.

4. 전문 분야 정보

수상실적
- 서울대 자연과학대학 연구상 (2010)
- 교육과학기술부/과학재단 이달의 과학자상 (2004)
- Best Poster Award, Drug Discovery Technology (2001)

대표 연구논문
1) Kim E et al. and Kim JS (2012) Precision genome engineering with programmble DNA-nicking enzymes. Genome Research, in press.
2) Kim HJ, Kweon J. et al. and Kim JS (2012) Targeted chromosomal duplications and inversions in the human genome using zinc finger nucleases. Genome Research 22, 539-548. (Featured in News of the Week, Chemical & Engineering News 90, 11.)
3) Kim H et al. and Kim JS (2011) Surrogate reporters for enrichment of cells with nuclease-induced mutations. Nature Methods 8, 941-943. (Featured in News of the Week, Chemical & Engineering News 89, 11.)
4) Kim S et al. and Kim JS (2011) Preassembled zinc-finger arrays for rapid construction of ZFNs. Nature Methods 8, 7. (Featured in News and Views, Nature Methods 8, 53.)
5) Kim JS, Lee HJ, Carroll D (2010) Genome editing with modularly assembled zinc finger nucleases. Nature Methods 7, 91.
6) Lee HJ, Kim E and Kim JS (2010) Site-specific DNA excision via engineered zinc finger nucleases. Trends Biotechnol. 28, 445-446.
7) Lee HJ, Kim E and Kim JS (2010) Targeted chromosomal deletions in human cells using zinc finger nucleases. Genome Res. 20, 81-89.
8) Kim HJ, Lee HJ, Kim H, Cho SW and Kim JS (2009) Targeted genome editing with zinc finger nucleases constructed via modular assembly. Genome Res. 19, 1279-1288.
9) Bae, KH et al. and Kim JS (2003) Human zinc fingers as building blocks in the construction of artificial transcription factors. Nature Biotechnol. 21, 275-280. (Featured in News and Views, Nature Biotechnol. 21, 242.)
10) Park, KS et al. and Kim JS (2003) Phenotypic alteration of eukaryotic cells using randomized libraries of artificial transcription factors. Nature Biotechnol. 21, 1208-1214.

2. 학력
  2001 - 2006    세종대학교 이학사
  2006 - 2011    서울대학교 이학박사
 
3. 경력사항
  2011~현재     서울대학교 Post-doc.

4. 전문 분야 정보
수상실적
- 롯데 장학생, 롯데 장학재단 (2002)
- 수인장학생, 수인 장학재단 (2007)

논문실적

1) Kim E et al. and Kim JS (2012) Precision genome engineering with programmble DNA-nicking enzymes. Genome Research, in press.
2) Lee, H.J., Kweon, J.,Kim, E.,Kim, S., Kim, J.-S. (2012) Targeted chromosomal duplications and inversions in the human genome using zinc finger nucleases .Genome Res. 22,539-548.
3) Kim, S., Kim, E.J. and Kim, J.-S. (2010) Construction of combinatorial libraries that encode zinc finger-based transcription factors. Methods Mol Biol. 649,133-147.
4) Lee, H.J., Kim, E., and Kim, J.-S. (2010) Site-specific DNA excision via engineered zinc finger nucleases. Trends Biotechnol. 28,445-446
5) Kim, S., Lee, H.J., Kim, E., and Kim, J.-S. (2010) Analysis of Targeted Chromosomal Deletions Induced by Zinc Finger Nucleases. Cold Spring Harb Protoc. pdb.prot5477
6) Lee, H.J.*, Kim, E.*, and Kim, J.-S. (2010) Targeted chromosomal deletions in human cells using zinc finger nucleases. Genome Res. 20, 81-89. (*: equal contribution)

<연 구 개 요>

Roles of Mis18α in Epigenetic Regulation of Centromeric Chromatin and CENP-A Loading
(CENP-A loading과 동원체 크로마틴의 후성유전학적 조절에 있어서 Mis18α의 역할)
 
동원체는 세포 분열과정에서 방추사가 결합하는 염색체상의 위치를 말한다.
동원체 부위는, 전위 인자(transposon)를 포함하고 있는 이질염색질(heterochromatin) 구조가 많으며 이로 인해 유전자 재배열이(DNA rearrangement) 자주 발생한다고 알려져 있다.
유전자 재배열의 결과 일어나는 유전자 불안정성은 암의 발생과 그 예후로서의 연관성이 증가되고 있다. 뿐만 아니라 ICF 환자와 같은 발달 장애와도 관련되어 있음이 알려져 있다.
동원체 특이적인 히스톤 단백질인 CENP-A 는 세포 분열 시에 나뉘었다가 새로운 단백질이 만들어져 원래의 양으로 회복된다. 이 때 새로 만들어진 CENP-A가 동원체 부분으로 들어오는데(CENP-A loading), CENP-A 와 결합하는 다양한 단백질들이 이 과정에 작용하고 있다는 연구가 최근 활발히 진행되고 있다.
그 중에서 Mis18α 는 CENP-A loading 에 필수적이지만 CENP-A 와 결합하지 않는 독립적인 단백질이기 때문에 그 메커니즘을 밝히는 것이 CENP-A를 통한 동원체의 작용을 설명하는데 가장 중요한 연구 과제중 하나이다.
  
본 연구를 통해 Mis18α는 CENP-A가 동원체에 위치하기 전에 DNMT3A/3B 와 동원체 부위에 위치해서 DNA methylation을 유지한다는 사실을 밝혔다.
실제로 Mis18α의 유전자를 없앤 생쥐 모델과 DNMT3A/3B와 결합하지 못하는 돌연변이 단백질을 만들었을 때, CENP-A 가 동원체에 오지 못하고 유전자 불안정성이 늘어나서 결국 배아 단계에서 개체가 살아남지 못하는 것을 발견하였다.
  
본 연구의 독창성과 중요성은 세포 분열과정에서 필수적인 CENP-A 단백질의 작용이 Mis18α 단백질을 통한 동원체 DNA의 메틸화를 통해서 조절될 수 있다는 사실을 밝힘으로써 CENP-A loading 이 CENP-A 결합 단백질들 뿐 만 아니라 동원체 DNA의 후성 유전학적 조절을 통해서도 일어날 수 있다는 것을 발견한 것이고, 또 한 동원체 부분도 Mis18α 단백질을 통해서 다른 유전자의 발현 조절과 유사한 방식으로 활발하게 조절될 수 있다는 점을 제시한 것이다.
이러한 후성유전학적 조절은 동원체 부위의 문제로 일어나는 암이나 정신 지체와 같은 유전 질환을 조절하는 또 다른 메커니즘을 밝힘으로써 유전 질환의 원인 규명과 치료에 대한 중요한 가능성을 제시한 것이라고 볼 수 있다.

4. 전문 분야 정보

수상실적
- 로레알 유네스코 여성생명과학 진흥상 (2011)
- 서울대 자연과학 연구상 (2010)
- 교육과학기술부 젊은과학자상 (2009)
- 마크로젠 여성과학자상 (2007)
- 아모레퍼시픽 여성과학자상 (2007)
- 김진복 암연구상 (2006)
- 마크로젠 신진과학자상 (2005)
대표 연구논문 및 저서

1. Kim, H. K., Lee, J. M., Lee, G. N., Bhin, J. H., Oh, S. K., Kim, K. K., Pyo, K. E., Lee, J. S., Yim, H. Y., Kim, K. I., Hwang, D. H., Chung, J. K., and Baek, S. H. (2011) DNA Damage-Induced RORα Is Crucial for p53 Stabilization and Increased Apoptosis. Molecular Cell 44, 797-810.
2. Baek, S. H. (2011) When signaling kinases meet histones and histone modifiers in the nucleus. Molecular Cell 42, 274-284.
3. Lee, J. S., Kim, Y., Bhin, J., Shin, H-J. R., Nam, H. J., Lee, S. H., Yoon, J.-B., Binda, O., Gozani, O., Hwang, D., and Baek, S. H. (2011) Hypoxia Induced Methylation of A Pontin Chromatin Remodeling Factor. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 13510-13515.
4. Lee, J. S., Kim, Y., Kim, I. S., Kim, B., Choi, H. J., Lee, J. M., Shin, H-J. R., Kim, J. H., Kim, J.-Y., Seo, S.-B., Lee, H., Binda, O., Gozani, O., Semenza, G. L., Kim, M., Kim  Kim, K. I., Hwang, D. H., and Baek, S. H. (2010) Negative regulation of hypoxic responses via induced Reptin methylation. Molecular Cell 39, 71-85. 
5. Lee, J. M., Kim, I. S., Kim, H. K., Lee, J. S., Kim, K., Yim, H. W., Jeong, J., Kim, J. H., Kim, J.-Y., Lee, H., Seo, S. B., Kim, H., Rosenfeld, M. G., Kim, K. I., and Baek, S. H. (2010) RORα attenuates Wnt/β-catenin signaling by PKCα-dependent phosphorylation in colon cancer. Molecular Cell 37, 183-195.
6. Baek, S. H. (2008) When ATPases pontin and reptin met telomerase. Developmental Cell 14, 459-461.
7. Kim, J. H., Lee, J. M., Nam, H. J., Choi, H. J., Yang, J. W., Lee, J. S., Kim, M. H., Kim, S.-I., Chung, C. H., Kim, K. I., and Baek, S. H. (2007) SUMOylation of a pontin chromatin-remodeling complex reveals a new signal integration code in prostate cancer cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 20793-20798.
8. Kim, J. H., Choi, H. J., Kim, B., Kim, M. H., Lee, J. M., Kim, I. S., Lee, M. H., Coi, S. J., Kim, K. I., Kim, S.-I., Chung, C. H., and Baek, S. H. (2006) Roles of sumoylation of a reptin chromatin-remodeling complex in cancer metastasis. Nature Cell Biology 8, 631-639.
9. Baek, S. H., Zhu, P., Bourk, E. M., Ohgi, K. A., Garcia-Bassets, I., Sanjo, H., Akira, S., Kotol, P. F., Glass, C. K., Rosenfeld, M. G., and Rose, D. W. (2006) Macrophage/Cancer cell interactions mediate hormone resistance through a conserved nuclear receptor derepression pathway. Cell 124, 615-629.
10. Kim, J. H., Kim, B., Ling, C., Choi, H. J., Ohgi, K. A., Tran, C, Chen, C., Chung, C. H., Huber, O., Rose, D. W., Sawyers, C. L., Rosenfeld, M. G., and Baek, S. H. (2005) Transcriptional regulation of a metastasis suppressor gene by Tip60 and β-catenin complexes. Nature 434, 921-926.
11. Baek, S. H., Ohgi, K. A., Rose, D. W., Koo, E. H., Glass, C. K., and Rosenfeld, M. G. (2002) Exchange of N-CoR corepressor and Tip60 coactivator complexes gene expression by NF-kB and β-amyloid precursor protein. Cell 110, 55-67.
12. Baek, S. H., Kioussi, C., Briata, P., Rose, D. W., Hamblet, N. S., Herman, T., Ruiz-Lozano, P., Lin, C., Gleiberman, A., Wang, J., Wang, D., Glass, C. K., Wynshaw-Boris, A., and Rosenfeld, M. G. (2002) Identification of a Wnt/Dvl/β-catenin to Pitx2 pathway reveals molecular mechanisms for mediating cell type-specifc proliferation during development. Cell 111, 673-685.

2. 학력
  1986 - 1990   서울대학교 학사 졸업
  1990 - 1992   서울대학교 석사 졸업
  1992 - 1997   서울대학교 박사 졸업 (분자생물학)

3. 경력사항
 1997 - 1999  서울대학교 분자생물학과, Post-doc.
 1999 - 2001  美 University of San Diego, Post-doc.
 2001 - 2005  美 The Scripps Research Institute, Post-doc.
 2005 - 2009  숙명여자대학교 생명과학과 조교수
 2009 - 현재  숙명여자대학교 생명과학과 부교수

4. 전문 분야 정보
- 유비퀴틴 및 유비퀴틴 유사단백질들의 세포내 기능연구
- 인터페론에 의한 신호전달 과정 및 선천성 면역에서의 역할연구
- 염색체 분열과정에 작용하는 신규 단백질들의 발굴 및 세포내 기능연구

- Lee,J.S., Kim,Y., Kim,I.S., Kim,B., Choi,H.J., Lee,J.M., Shin,H-J.R., Kim,J.H., Kim,J.-Y., Seo,S.-B., Lee,H., Binda,O., Gozani,O., Semenza,G.L., Kim,M., Kim,K.I., Hwang,D.H.,and Baek,S.H. (2010) Negative Regulation of Hypoxic Responses via Induced Reptin Methylation. Molecular Cell 39, 71-85

- Lee,J.M., Kim,I.S., Kim,H.K., Lee,J.S., Kim,K.K., Yim,H.Y., Jeong,J.Y., Kim,J.H., Kim,J.Y., Lee,H.N, Seo,S.B., Kim,H.G., Rosenfeld,M.G., Kim, K.I., and Baek,S.H. (2010). RORα Attenuates Wnt/β-Catenin Signaling by PKCα-dependent Phosphorylation in Colon Cancer. Molecular Cell 37, 183-195.

- Kim,I.S.,and Baek,S.H. (2010) Mouse Models for Breast Cancer Metastasis. Biochem. Biophys. Res. Comm. 394, 443-447
 
- Kim,J.H., Choi,H.J., Kim,B., Kim,M.H., Lee,J.M., Kim,I.S., Lee,M.H., Choi,S.J., Kim,K.I., Kim,S.I., Chung,C.H., and Baek,S.H. (2006) Roles of SUMOylation of a Reptin chromatin remodeling complex in cancer metastasis. Nature Cell Biol. 8, 631-639.

Trends and seasonal cycles in the isotopic composition of nitrous oxide since 1940
대기 중 산화이질소 (N2O) 동위원소의 60년 변화추세와 계절 변동성

국내 연구진의 주도하에 대기 중 산화이질소(N2O) 안정동위원소의 계절 변동성이 처음으로 밝혀졌다.
서울대학교 지구환경과학부 박선영 연구교수와 김경렬 교수 연구팀은 미국 UC Berkeley 대학 Kristie A. Boering 교수 및 호주 CSIRO 기후관측센터 L. Paul Steele 박사 연구팀과의 공동 연구를 통해 산화이질소 동위원소의 계절 주기성을 밝힘으로써, 산화이질소의 생물-지구화학 순환을 규명하는 새로운 과학적 기틀을 제시하였다.
그 연구결과는 지구과학분야 최고 권위의 학술지인 네이처 지구과학(Nature Geoscience) 3월 11일자 온라인판에  발표되었다.
 
사람들의 농업혁명을 이루어낸 질소비료가 만들어 낸 원하지 않는 부산물인 산화이질소는 지구온난화 및 기후변화와 관련된 교토의정서가 규정한 주요 온실기체이며, 성층권 오존층 파괴를 촉매하는 대기 물질이다.
과학자들은 다음 세기에는 산화이질소에 의한 오존층 파괴가 냉매로 사용되어온 CFC와 같은 할로겐화합물의 효과를 능가할 것으로 전망한다.
할로겐화합물들은 생산과 사용의 규제로 현재 감소 추세에 있지만, 산화이질소의 경우 그 대기 중 농도가 산업혁명이후 지속적으로 증가하는 추세에 있고 최근 더욱 가파르게 상승하고 있다.
산화이질소의 자연적·인위적 생성원들을 규명하고 생성원의 차이에 따른 발생량을 측정하는데 있어서 가장 큰 과학적 난제는, 산화이질소가 광분해로 소멸되는 장소인 성층권 공기의 영향을 정량적으로 밝히는 것이었다.
 
서울대 박선영 교수, 김경렬 교수 연구팀은, UC 버클리 대학, 호주 온실기체 연구팀과 함께 1940년 이후 지난 60여년 동안 이 기체의 동위원소가 변화해온 과정을 추적하는 연구를 통하여 산화이질소의 증가가 농업 생산 증대를 위한 지속적인 비료 사용에 기인한 것임을 확인하였고, 비료 사용으로 미생물에 의한 토양 내 질산화 반응 (nitrification)이 탈질산화 반응(denitrification)에 비해 더욱 활성화됨을 밝혔다.
더욱이 산화이질소 동위원소 분포가 계절에 따라 주기적으로 변화하는 것을 최초로 증명하고, 동위원소 분포 계절변동의 폭과 주기가, 산화이질소의 생성원을 규명하고 성층권에서 발생하는 광분해의 영향 정도를 밝히는 새로운 척도임을 제시하였다.
본 연구는 토양내 미생물 생태, 성층권 광화학, 성층권-대류권 상호 공기 순환, 해양내 질소 화학 및 순환, 기후학 등 광범위한 분야에 향후 미칠 학문적 영향이 인정되어 네이처(Nature) 학술자매지인 네이처 지구과학(Nature Geoscience)에  게재된 것이다.
 본 연구의 서울대팀 공동저자인 김경렬 교수는 산화이질소의 분포에 미치는 성층권 광화학의 영향을 동위원소 분석을 통해 최초로 증명하고, 이 연구 결과를 1993년 사이언스(Science)지에 게재한 바가 있다.
또한 지구환경과학부 석좌교수였던 Paul J. Crutzen 교수에게 1995년 노벨화학상을 안긴 연구 성과가 바로 산화이질소를 포함한 질소화합물들이 관여하는 오존 형성과 파괴 기작에 대한 규명이었다.
 
본 논문의 제 1저자로서 연구를 주도한 박선영 연구교수는 "세계 인구 증가에 따른 식량 및 에너지 문제는 화학비료와 생물연료(biofuels)의 사용을 가속화시킬 것이며, 이에 따라 산화이질소의 배출은 지속적으로 증가될 것"이라고 경고한다.
따라서 "산화이질소 배출규제의 근거확보를 위하여 산화이질소 동위원소 분포의 시?공간적 변동에 대한 지속적 모니터링이 필요하며, 상대적으로 연구가 미흡한 해양에서의 산화이질소 생성 및 변화에 관한 연구가, 자연계 산화이질소 순환의 완전한 이해를 위해 반드시 진행되어야한다"라고 강조한다.

4. L. Paul Steele,  Ray L. Langenfelds, Paul J. Fraser, and Paul B. Krummel (공동저자) (Paul.Steele@csiro.au; Ray.Langenfelds@csiro.au; Paul.Fraser@csiro.au; Paul.Krummel@csiro.au)
호주 기후연구센터/CSIRO 대기 및 해양 연구소 (Centre for Australian Weather and Climate Research /CSIRO Marine and Atmospheric Research) 책임 연구원
  연구 분야: 남반구 온실기체 분포 특성 및 공기 시료 장기 보존에 관한 연구. Nature 및 Science 논문 다수 게재.

5. David M. Etheridge, Dominic Ferretti, Tas.D. van Ommen, and Cathy M. Trudinger (공동저자) (David.Etheridge@csiro.au; domferretti@yahoo.com; Tas.Van.ommen@aad.gov.au; Cathy.Trudinger@csiro.au)
 호주 기후연구센터/CSIRO 대기 및 해양 연구소/타스마니아 대학 (Centre for Australian Weather and Climate Research /CSIRO Marine and Atmospheric Research/University of Tasmania) 책임 연구원
  연구 분야: 극지방 빙핵 및 firn에 포집된 과거 공기시료에서의 온실기체 연구