생물과학과

충남대학교 생명시스템과학대학 대학원 생명과학과 소속 양희욱-박사과정, 김영원-석사과정 외  3인( 지도교수: 생물과학과 박연일)은

국제(SCI) 학술지 International Journal of Biological Macromolecules (IF= 8.2)에 

“Teal-light absorbing cyanobacterial phytochrome superfamily provides insights into the diverse mechanisms of spectral tuning and facilitates the engineering of photoreceptors for optogenetic tools” 라는 제목의 연구 성과를 발표하였다.

해당 연구결과는 2024년 6월 22일에 게재 승인을 받아, 2024년 6월 24일에 온라인상에 사전 공개되었다.(https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.133407).

남세균에서 발견되는 광반응 단백질(light-sensing photoreceptors) Cyanobacteriochrome (CBCR)은 빛의 스펙트럼을 기반으로 세포의 방향성, 움직임, 광합성 조절 등을 담당하며, 특정 색상의 빛을 흡수하고 화학적 또는 구조적 변화를 일으켜 활성화되는 방식의 "color-tuning mechanism(색상 조정 메커니즘)"의 특성을 가지고 있어 Optogenetics분야의 유망한 도구로 여겨지고 있다. 

이번 연구를 통해 filamentous 남세균인 Tolypothrix sp. PCC 7910에서 30개 이상의 CBCR을 발견하고, UV부터 far-red (근적외선) 빛까지 흡수하는 CBCR의 다양성을 확립하였다.

더 나아가서 빛뿐만이 아닌 pH와 온도에도 반응하는 yellow/blue light을 흡수하는 CBCR을 발견해서 생화학적인 특징을 규명하였고, 이 하나의 CBCR 단백질 scaffold로 여러 종류의 다른 빛을 흡수하는 CBCR로 engineering이 가능하다는 것을 밝혀내어, optogenetic tool의 색상 조정 메커니즘을 확립하였다.