구강내 세균총을 이용한 질병 예측 기술 개발

지난 10년간의 Human Microbiome Project (미국 NIH)의 결과로 장내미생물을 포함한 체내미생물이 우리 건강에 미치는 영향이 밝혀졌고, 후속 연구로 체내 미생물을 이용한 진단 및 치료기술이 바쁘게 추진되고 있다. 본 연구실에서는 분변을 이용한 장내 미생물총보다 얻기 쉬운 구강내 미생물총을 이용하여, 구강작열감증후군 등 기존의 기술로 원인 규명이 어려웠던 질환과 구강미생물총의 상관관계를 밝히고, 이를 기반으로 질환 발생기전, 진단 및 치료 방법을 제시하고자 한다.

중추 신경계 약물 전달 경로 개발

중추신경계는 혈액뇌장벽에 의해 혈액으로부터 분리되어 선택적으로 물질의 교환이 이루어진다. 이러한 특성은 뇌척수액을 통한 감염이나 외부 물질의 유입에 의한 이상 반응의 발생을 효과적으로 차단하지만, 동시에 중추신경계로의 약물의 전달을 방해하는 주요 소인이기도 하다. 이에 본 연구실에서는 ‘Click-chemistry’라는 화학 반응 전략을 이용하여 단백질의 생리적 특성의 변화 없이 chemical modification을 통해 혈액뇌장벽을 통과할 수 있는 다기능성 단백질 기반 전달체를 개발 중이다.

Dexmedetomidine analgesia

Dexmedetomidine는 안정성과 진통효과로 최근 각광을 받고 있는 진정제이다. 이러한 진통효과는 alpha 2 adrenergic receptor의 활성화에 기인할 것이라 예상되나, 정확한 pathway에 대해서는 알려진 바가 없다. 본 연구실에서는 dexmedetomidine의 진통효과 기전을 세포/분자 수준에서 밝히는 것을 목표로 전기생리학적인 방법을 이용한 연구를 진행중이다.

Subcellular Temperature

세포의 대사과정이란, 고에너지 분자인 당(glucose)을 분해하여 에너지를 얻는 과정이다. 이 과정에서 미토콘드리아는 산소를 이용하여 효율적으로 에너지를 뽑아내어 ATP 형식으로 저장하는데, 6개의 산소 분자를 이용하여 1개의 포도당 분자에서 38개의 ATP 분자를 합성한다 (미토콘드리아나 산소가 없다면 1개의 포도당 분자에서 고작 2개의 ATP 합성된다). 고에너지 분자에서 에너지를 뽑아내는 이 과정은 당연하게도 발열반응이고, 이때 얻어지는 열은 체온 유지에 요긴하게 쓰인다. 우리는 이 미토콘드리아에서 발생하는 열이 다른 세포내 소기관에 영향을 미칠 가능성에 관심을 갖고 연구중이다.

Cellular taxonomy of dorsal root ganglia by highly parallel single-cell RNA sequencing

척수후근신경절(Dorsal Root Ganglia)은 말초 감각의 시작이고 많은 감각 이상이 기인하는 곳이다. 이 척수후근신경절에는 신경세포외에 다양한 세포가 존재하는데, 실제로는 신경세포보다 비신경세포가 더 많으며, 신경세포의 기능에 비신경세포와의 신호전달이 매우 중요한 것으로 알려져 있다. 하지만 척수후근절에 비신경세포의 분포라던가 특징에 대한 것은 상세히 알려져 있지 않고, 따라서 이들 세포에 의한 신경세포의 기능 조절에 대해서도 알려진 바가 많지 않다. 이에 척수후근절 신경 생리를 이해 하기 위하여 본 연구실은 Mouse의 DRG의 세포 30,000개를 Drop-seq기술로 mRNA sequencing하고 transcriptome을 unsupervised classification algorithm으로 분류하고 있다.

Artificial Intelligence 2048 Player

2048은 Gabriele Cirulli가 만든 간단하고 중독성 있는 퍼즐게임으로, 본 연구실은 Deep Learning을 응용한 분석툴 개발 전문 그룹인 JW Technologies社와 협력하여 인공지능 player를 개발중이다.