We fight infectious disease !
저희 연구실에서는 감염성 세균에 대한 독성과 관련된 메커니즘을 밝혀내고
항생제 내성균주에 대항할 수 있는 차세대 신약후보물질을 개발하는 연구를 수행하고 있습니다.
결핵균(Mycobacterium tuberculosis)로 대표되는 Mycobacterium sp.에 대한 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. M. tuberculosis가 유발하는 결핵은 전세계적으로 유병률이 감소하고 있는 추세이나, COVID-19을 뒤이어 여전히 높은 사망률을 나타내는 질병으로 항생제 오남용으로 인한 항생제 내성으로 인해 치료에 어려움을 겪고 있는 상황입니다. 따라서 항생제 내성 균주 또한 강력하게 사멸시킬 수 있는 효과적인 항생제의 개발이 필요합니다.
이외에도 다양한 Mycobacterium sp.를 비롯하여 다른 항생제 내성균주들과 병원 세균 감염 (Hospital Acquired Bactreial Infection, HABI)에 관련된 다양한 병원성 균주에 대해 연구합니다.
01
기초 연구
비결핵 항산균에 대한 숙주 독성 관련 유전자 규명
전통적인 분자 유전학 기술 (Mycobacteriophage를 이용한 Transposon mutant library 구축)과 최신 기술 (CRISPRi-dCas9)을 사용한 독성 및 세포내 감염 메커니즘 관련 유전자 규명
02
신약 개발 연구
약물 스크린 모델 개발 및 스크린을 통한 후보물질 발굴
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숙주 세포 내에 감염한 세균의 생장 억제 및 사멸을 모니터링 할 수 있는 Fluorescnet cell-based screen model 개발
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스크린 모델을 통한 후보물질 발굴 및 모델 내 검증
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세균에 대한 후보물질의 작용 기전 (Mode of Action) 규명
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Zebrafish를 이용한 세균 감염 숙주 동물 내 신약 후보물질 유효성 검증
(상단 좌측) Automated cell imaging system, (상단 우측) 항생제 처리 여부에 따른 숙주 세포 내 감염한 세균 생장 비교 이미지, (하단) 항생제 처리 여부에 따른 zebrafish 감염 모델 내 세균 생장 비교 이미지
03
파지 요법 (Phage therapy) 연구
Mycobacteriophage 발굴 및 생물학적 세균 감염 치료법 개발
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최근 내성을 유발하는 항생제를 대체하기 위한 연구가 많이 진행되고 있음
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Bacteriophage는 "Bacteria (세균을) phage (먹는다)"는 뜻에서 붙여진 이름으로 세균을 숙주로 하는 바이러스이며 세균을 죽일 수 있고, 상당히 높은 숙주 특이성으로 동물 세포에는 영향을 미치지 않는다는 점에서 항생제 대체제로 각광받고 있음
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이에 우리 연구실에서도 Mycobacterium sp. 비롯한 다양한 감염성 세균에 대한 bacteriophage를 찾는 데에 노력을 기울이고 있음
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(관련 보도자료 : Science, Viruses genetically engineered to kill bacteria rescue girl with antibiotic-resistant infection, 2019.5.8)
Bacteriophage 발굴을 위해 하수 처리장에서 Sample을 얻는 교수님
하수로부터 분리한 bacteriophage의 항균활성을 확인하기 위한 spot assay 실험 결과
한편으로 Mycobacterium abscessus은 비결핵 항산균(Nontuberculous mycobacteria; M. tuberculosis, M. leprae외에 폐질환을 유발하는 mycobacteria sp.)으로 전세계적으로 감염 유병률이 증가하고 있는 세균 중 하나입니다. 면역력이 약화된 사람들에 감염하며 폐질환과 피부질환을 유발합니다. 해당 균주 감염의 가장 큰 문제점은 균주 자체가 다양한 항생제에 내성을 가져 기존 항생제를 이용한 치료가 어렵다는 점입니다. 또한 M. abscessus는 비교적 최근 동정되어 아직까지도 기능이 규명되지 않은 유전자들이 많습니다. 따라서 M. abscesuss의 항생제 내성에 관련한 유전자나 감염성에 관련한 유전자들을 밝혀내고 이를 토대로 감염 치료에 대해 고안하는 노력이 필요합니다.
