전사조절인자 NFAT의 활성화 및 작용기전 활성화된 Helper T 임파구에서 생성되는cytokines은 면역반응의 유도와 조절에 중요한 역할을 한다.

면역학 실험실에서는 cytokine의 발현을 조절하는 전사조절인자 NFAT의 작용기전에 대하여 연구를 수행하고 있다. 최근에 yeast two-hybrid screening을 통해서 NFAT와 결합하는 새로운 단백질로 RACK-1을 분리하였으며, 이 단백질이 어떻게 NFAT 활성을 조절하는 가를 연구 중에 있다.

[NFAT를 표적인자로 하는 새로운 면역억제제의 개발]

장기이식 환자에게 이식거부 반응을 억제하거나, 자가면역 환자를 치료하기 위하여 면역억제제가 활용되고 있다. 이러한 용도에서 널리 사용되는 면역억제제 cyclosporine 과 FK-506은 뛰어난 면역억제 효과로 장기이식 성공률을 높였으나, 여러 부작용으로 인하여 장기투여에 제한을 받고 있다. 특히 cyclosporine과 FK-506이 NFAT 활성화를 위한 신호전달과정의 중간단계인 calcineurin의 탈인산화 활성을 억제하여 면역억제 효과를 나타낸다는 점에서, 같은 신호전달과정의 하위단계인 NFAT의 활성을 직접 저해함으로써 부작용이 덜한 면역억제 효과를 얻을 수 있으리라 예상한다.

본 연구실에서는 NFAT 활성을 억제하는 물질의 탐색을 위하여 NFAT-reporter cell line을 개발하였으며, 이를 이용하여 작은 분자의 화합물라이브러리를 탐색하여 억제활성을 보이는 물질을 선별하였으며, 이로부터 새로운 면역억제제의 개발을 위하여 연구를 진행하고 있다. 또한 같은 목적에서 SELEX 방법을 이용하여 NFAT 활성을 억제하는 RNA aptamer를 선별하여 이들의 억제활성을 연구하는 과제를 다른 연구실과 공동으로 진행하고 있다.

[비천연 아미노산의 단백질 삽입]

생명체에서 일어나는 대부분의 생명현상을 수행하는 단백질은 자연상태에 존재하는 20 종의 공통된 아미노산에 의해서 이루어지며, 단백질의 입체구조, 생화학적 특성 및 기능은 일반적으로 이를 구성하는 아미노산에 의해서 결정된다. 하지만 자연계에 존재하는 20종의 아미노산 한계를 넘어 새로운 화학활성을 나타내는 작용기 (R group)를 가진 비천연 아미노산을 단백질 내에 원하는 특정위치에 삽입하는 것은 단백질의 구조와 기능에 대한 연구를 보다 구체적이고 체계적으로 수행하게 할 수 있는 방법을 제공할 뿐만 아니라, 나아가 새로운 기능의 단백질을 창조한다는 의미에서 커다란 학술적 가치를 가지고 있다. 특히 단백질의 특정위치에 삽입된 비천연 아미노산이 가지고 있는 작용기의 특성에 따라서 단백질 고정화, 순수 분리정제, 현광 labeling, cross-linking, 등 매우 다양한 분야에서 활용될 수 있다는 점에서 산업적인 가치도 매우 크다고 할 수 있다.

본 연구실에서는 대장균에서 yeast의 TyrRS와 대장균의 mutant initiator tRNA를 활용하여 단백질 생합성시 비천연 아미노산을 단백질의 특정위치에 삽입하는 기술을 개발하는 연구를 수행중이다.