BioWave  Vol. 21 No. 6
POSTECH Neuro-Epigenetics Laboratory 김태경 교수
연구실 홈페이지
실험실 소개 
저희 실험실은 유전학적, 후성유전학적 관점에서 신경세포에 외부자극이 주어졌을 때 유전자 발현이 어떻게 변화되고, 이를 통한 신경 가소성 (Neuroplasticity) 및 인지행동의 조절기전에 관심이 있습니다. 유전자 발현을 조절하는 중요한 요인 중 하나로 인핸서 (enhancer)가 있습니다. 활성 된 인핸서에는 여러 전사인자 (transcription factor)들이 결합되고 프로모터 (promoter)와 상호작용하여 유전자 발현을 조절합니다. 저희 실험실에서는 활성된 인핸서가 단순히 전사인자들이 결합하는 자리일 뿐만 아니라, 전사 (transcription)가 일어나고 RNA가 만들어지는 것과, 그 RNA가 유전자 발현에 영향을 줄 수 있다는 것을 처음 발견하였습니다. 이와 같이 인핸서에서 만들어지는 RNA를 enhancer RNA (eRNA)라 합니다. eRNA가 발견된 이후로, 세계적으로 eRNA에 관련된 여러 연구가 활발히 이루어지고 있고 저희 연구실은 이 분야에서 선구자적인 역할을 하고 있습니다.

Neuro-Epigenetics Lab_intro

저희 연구실은 2010년에 미국 UT Southwestern Medical center에서 설립되었고 2018년 10월부터 포항공대 생명과학과로 이전하였습니다. 현재 4명의 대학원생과 1명의 postdoc으로 구성되어 있으며 앞으로 신경 후성유전학분야에 관심이 있거나 열정이 있는 학생들을 더 모집할 계획이니, 많은 지원 부탁드립니다.
연구분야 
신경세포 활성 시 유전자 발현 변화 메커니즘
신경세포는 여러 자극에 대해 반응하여 다양하게 활성화되고, 이는 다양한 유전자들의 발현에 영향을 줍니다. 이런 특징을 가진 유전자를 찾고 더 나아가 그 유전자의 발현에 따른 여러 현상을 밝히려고 합니다. 이렇게 활성에 의해 발현이 조절되는 유전자들은 여린X증후군 (Fragile X syndrome), 레트증후군 (Rett syndrome), 안젤만증후군 (Angelman syndrome), 티모시 증후군(Timothy syndrome), 자폐증(autism spectrum disorder) 등 많은 정신질환과도 연관되어 있어서 정신질환의 메커니즘까지도 밝힐 수 있을 것으로 기대합니다.

뇌의 가소성에서의 eRNA 기능
뇌의 가소성이란 신경세포들 간의 연결이 자극에 따라서 기능이나 구조가 변화되는 것을 말합니다. 뇌의 가소성은 사람의 인지 과정에 중요한 역할을 한다고 알려져 있습니다. 이와 관련되어 eRNA가 어떤 영향을 미치는지 그리고 후성유전학적 변화를 분자적 수준으로 연구하고 메커니즘을 밝히고자 합니다.

유전자 발현 조절에 필요한 인핸서 네트워크의 구축
인핸서는 프로모터와 함께 작용하여 유전자 발현을 조절하는 기능을 가지고 있습니다. 여러 인핸서에 대하여 어떤 인핸서가 특정 유전자 발현 시 작용하는지 탐구하고, 이를 이용하여 인핸서의 기능적 네트워크를 구축하고, 밝히고자 합니다.

신경 회로망 연구에 필요한 새로운 분자적 도구 개발
신경 회로에 대한 연구는 활발하게 이루어지고 있습니다. 동시에 이런 연구들을 효율적으로 할 수 있게 도와주는 분자적 도구들도 함께 연구되고 있습니다. 저희 실험실에선 기존의 방법들 보다 더 효과적으로 신경 회로를 연구할 수 있는 분자적 도구도 개발하고자 합니다.

단일 세포 수준에서의 유전체 연구
신경 회로 안에 있는 다양한 신경세포들은 같은 자극에 다른 반응을 합니다. 따라서 단일 세포간 RNA발현 차이에 의한 기능 변화 연구를 통하여 신경세포 내 전사인자, 유전자, DNA 염기서열 간 상호작용에 대해 연구하고자 합니다.

research areas

연구성과 

Publications(2014년 이후 논문들)

  • Madabhushi R, Tae-Kyung Kim (2018)
    Emerging themes in neuronal activity-dependent gene expression.
    Molecular and Cellular Neurosciences, 87:27-34

  • Taniguchi M, Carreira MB, Cooper YA, Bobadilla AC, Heinsbroek JA, Koike N, Larson EB, Balmuth EA, Hughes BW, Penrod RD, Kumar J, Smith LN, Guzman D, Takahashi JS, Tae-Kyung Kim, Kalivas PW, Self DW, Lin Y, Cowan CW (2017)
    HDAC5 and Its Target Gene, Npas4, Function in the Nucleus Accumbens to Regulate Cocaine-Conditioned Behaviors.
    Neuron, 96(1):130-144.e6

  • Schaukowitch K, Reese AL, Kim SK, Kilaru G, Joo JY, Kavalali ET, and Tae-Kyung Kim (2017)
    An intrinsic transcriptional program underlying synaptic scaling during activity suppression.
    Cell Reports, 18(6):1512-1526

  • Joo JY, Schaukowitch K, Farbiak L, Kilaru G, Tae-Kyung Kim (2016)
    Stimulus-specific combinatorial functionality of neuronal c-fos enhancers.
    Nature Neuroscience, 19(1):75-83

  • Tae-Kyung Kim and Ramin Shiekhattar (2015)
    Architectural and functional commonalities between enhancers and promoters.
    Cell, 162(5):948-59

  • Tae-Kyung Kim, Gray JM, Hemberg M, Greenberg ME (2015)
    Enhancer RNAs: a class of long noncoding RNAs synthesized at enhancers.
    Cold Spring Harb Perspect Biol., 7(1)

  • Katie Schaukowitch and Tae-Kyung Kim (2014)
    Emerging epigenetic mechanisms of long non-coding RNAs.
    Neuroscience, 264:25-38

  • Kim SK, Lee H, Han K, Kim SC, Choi Y, Park SW, Bak G, Lee Y, Choi JK, Tae-Kyung Kim, Han YM, Lee D (2014)
    SET7/9 methylation of the pluripotency factor LIN28A is a nucleolar localization mechanism that blocks let-7 biogenesis in human ESCs.
    Cell Stem Cell, 15(6):735-49
  • Schaukowitch K, Joo J-Y, Liu X, and Tae-Kyung Kim (2014)
    Enhancer RNA facilitates NELF release from immediate early genes.
    Mol. Cell, 56(1):29-42
 
멤버사진
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  지도교수: 김태경

 Graduate student : 최형석, 강대시
 Research assistant : 김한빛
Contact : 054-279-2293 (Tel.) /
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< 본 정보는 해당 대학/연구실에서 제공하는 자료를 바탕으로 구성된 내용으로, BRIC에서 작성한 정보가 아님을 밝힙니다. >
등록 2019.05.22
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