본 연구실은 염색질 3차구조 기반 유전자 조절 신규 기전 규명 연구를 진행하고 있다. 염색질 3차구조 (3D chromatin structure)란 게놈이 핵 (nucleus)이라는 공간상에 어떻게 배열되어 있는지를 의미하며, 이를 통해 게놈상에서 멀리 떨어져 있는 인핸서 및 프로모터 등 여러 유전자 조절 인자들은 3차원 공간상에 인접할 수 있게 된다 [그림 1]. 이러한 염색질 3차구조 정보는 과거에는 해독이 어려웠던 비전사 지역의 게놈 기능 규명을 가능케 한다. 이에 본 연구실은 다양한 질환 및 발생 과정에서 염색질 3차구조를 규명 하고 이를 토대로 비전사 지역의 유전변이 및 전사 조절 시퀀스의 기능 이해를 목표로 하고 있다. 이를 위해 연구실에서는 NGS (Next generation sequencing) 기반 실험과 생물정보학 Bioinformatics) 기반 빅데이터 분석을 통해 이들 문제에 접근하고 있다. 구체적으로 중점을 두고 있는 연구 주제로는 염색질 3차구조 기반의 신규 유전자 조절 기전 규명, 단일세포 기반 유전자 조절 기전 규명, 및 신경후성유전체학 등이 있다.

그림 1. 염색질 3차구조에 기반한 원거리 유전자 조절 기전

​(1) Unraveling a principle of 3D chromatin dynamics in gene regulation (연구책임)
연구기간: 2018-12-01~2023-11-30 / 서경배연구재단
본 연구에서는 유전자 조절의 신규 메커니즘인 염색질 3차구조를 조절하는 유전적 그리고 후성유전적 인자 발굴을 목표한다. 다양한 조직 및 발생 단계별 세포 이질성 문제를 해결하기 위해서 단일 세포 단위의 후성유전학 실험을 진행하여 염색질 3차구조의 신규 조절 기전을 규명하려 한다.

(2) 혈액 기반 파킨슨병/루이소체 치매 조기진단을 위한 바이오마커 개발 및 실용화 (세부책임)
연구기간: 2019-04-18~2020-12-31 / 보건복지부
본 연구는 파킨슨병/루이소체 치매 환자의 뇌조직을 사용하여 염색질 3차원 구조를 규명하고 이를 토대로 치매 특이적 유전변이와 유전자 발현 사이의 관계를 규명하고자 한다. 본 연구 결과를 활용하여 치매 조기 진단 신규 바이오마커 발굴을 목표로 한다.

KAIST 바이오및뇌공학과에서 학부 및 박사 학위를 수행하면서 생물정보학을 전공하였다. 이 후 미국 샌디에고 Ludwig Institute for Cancer Research Dr. Bing Ren 연구실에서 Post-Doc. 과정을 거치면서 후성유전적 유전자 조절 기전 연구를 시작하였으며, 2016년에 KAIST 생명과학과 조교수로 부임하여 근무 중이다. 부임 후 서경배연구재단 신진과학자, 청암펠로우쉽 수상 등 국내에서 염색질 3차구조 기반 유전자 조절 기전 연구 전문가로 다양한 연구를 수행하고 있다.

대표논문은 다음 링크를 통하여 확인할 수 있다. (https://junglab.kaist.ac.kr)