Research

OPPORTUNISTIC FUNGI as pathogenic model organisms

includes Candida, Cryptococcus, and Aspergillus species. We are conducting various studies such as genetic modification, NGS analysis, establishment of animal infection models, and evaluation of antifungal activity. We want to discover fungal-specific factors and use them to develop new antifungal agents, rapid diagnostic kit, and vaccines.

기회감염성 진균증은 칸디다, 크립토코쿠스, 아스퍼질러스 등 우리 몸 속으로 침입해 문제를 일으킬 수 있는, 즉 침습 능력을 가진 진균에 의해 일어납니다. 이러한 곰팡이가 우리 몸 안에 들어올 경우 치료하기가 상당히 까다로운데, '진핵생물체'라는 사람과 비슷한 특성을 가지기 때문에 진균만을 특이적으로 저해할 수 있는 방법이 매우 제한적이라고 할 수 있습니다. 진균은 우리 몸의 면역 체계가 정상일 경우 큰 문제를 일으키지 않으며 우리의 피부 혹은 주변 환경에서 공존하고 있지만, 조금만 방심하게 되면 피부에 문제를 일으키기도 하고, 더 심하게는 우리 몸 속 장기의 기능을 망가트리며 혈액을 통해 전신으로 퍼질 경우 생명을 위협하기도 합니다. 

우리 연구실에서는 병원성 곰팡이와 효모를 분류하고 동정하는 것뿐만 아니라, 이들이 질병을 유발하는 기작을 연구하고 있습니다. 특히, 진균이 우리 몸에 침습하는 능력과 면역 체계를 극복하는 능력을 규명하며, 이를 효과적으로 제어할 수 있는 유전학적 접근법을 개발하고 있습니다. 또한, 환경, 동물, 임상 환자로부터 확보한 다양한 샘플에서 분리한 균주를 활용하여, 환경 적응을 통해 획득된 약제 내성의 원리 등을 밝히는 것도 주요 연구 목표 중 하나입니다. 우리 연구실의 논문에서는 병원성 진균의 특성과 함께 미생물학, 분자생물학, 유전학, 병리학 및 약리학적 관점에서 진행된 연구 내용을 확인할 수 있습니다. 

<연구실 대표 논문>

1. 진균 유전자 조작 프로토콜

: Jung et al. 2018 Current Protocols in Microbiology

2. 진균 멜라닌 생합성 조절 유전자 네트워크 발굴

: Lee et al. 2019 mBio

3. 진균 병원성 조절 단백질 Cgp1 기능 연구

: Wang et al. 2018 Virulence

4. 진균 유전자 기능유전체 연구

: Lee et al. 2018 Nature Communications

HOST-PATHOGEN INTERACTION to identify the principle of disease occurrence through analysis

Understanding how mold causes disease in a variety of animals, including humans, can lead to a greater understanding of how to inhibit it. We are applying various analytical techniques, including multiomics, to understand the interaction between pathogenic fungi and hosts, and spurring research using animal models and in vivo simulation systems.

진균 세포가 다양한 신호전달 과정을 조절하여 질병을 유발한다는 사실이 점점 더 밝혀지고 있습니다. 그렇다면 기회감염을 일으키는 효모나 곰팡이는 우리 몸의 세포와 어떤 신호를 주고받을까요? 이러한 궁금증을 해결하기 위해, 우리 연구실에서는 다양한 모델을 활용하여 병원균과 숙주 세포 간의 신호전달, 즉 병원균-숙주 상호작용을 연구하고 있습니다. 우리 연구 논문에서는 진균이 특정한 조절 기작을 통해 우리 몸에 침입하고 감염을 유발하는 과정을 확인할 수 있습니다.  현재 우리 연구실에서는 오가노이드를 활용한 진균 침습 기작 분석, 임상 및 환경에서 분리한 다양한 Candida 종의 감염 원리 연구, 그리고 신종 감염성 진균의 동물 감염 모델 구축 및 숙주 감염 방어기작 등을 연구하며, 진균이 어떻게 숙주와 상호작용하고 질병을 유발하는지를 깊이 탐구하고 있습니다.

<연구실 대표 논문>

1. 진균의 폐, 전신 및 뇌 감염 조절 기작 고찰

: Jung et al. 2024 Current Opinion in Microbiology

2. 뇌 감염조절 신호전달인자 기능 분석

: Lee et al. 2020 Nature Communications

3. 혈뇌장벽 모사 Chip을 이용한 뇌 감염 조절인자 발굴

: Kim et al. 2021 Nature Biomedical Engineering

4. 진균 폐 조직 침습인자 발굴

: Choi et al. 2023 PLoS Pathogens

NOVEL DRUG TARGET IDENTIFICATION against multi-drug resistance strains

We collect a variety of strains from clinical and environmental sources. By evaluating the drug resistance of these strains and analyzing the resistance mechanisms, we want to find a previously unknown drug resistance mechanism. Through these studies, it is expected that it will be possible not only to elucidate the fungal drug-resistance mechanism, but also to develop new inhibitors targeting them.

곰팡이와 효모를 제어할 수 있는 약물을 '항진균제'라고 합니다. 항진균제와 같이 항생 물질은 여러가지 조건을 충족해야 하는데, 그 중에서도 제어하고자 하는 균을 선택적으로 공격할 수 있어야 합니다. 기존에 개발된 약물들도 이러한 효능을 바탕으로 개발되었는데, 사람과 진균 모두 진핵생물체라는 비슷한 체계를 갖기 때문에 어느 한쪽만 공격하는 약물을 만드는 일은 쉽지 않습니다.

우리 연구실에서는 단순히 진균의 생장을 억제하는 것이 아니라  앞서 밝힌 감염증을 일으키는데 특징적으로 나타나는 신호조절이나 병독성 인자를 만들어내지 못하게 하거나 억제하는 등 진균 감염기작 특이적 저해제를 개발하기 위한 약물개발 연구를 진행하고 있습니다. 항진균 효과가 우수하거나 특이적인 약물을 개발하고 평가할 수 있는 생체 내외 약물 효능 평가 시스템을 구축하고 있으며, 이를 통한 한약제, 천연물 기반 후보 물질을 발굴하고, 이러한 후보 물질의 구조-효능 상관관계(SAR) 분석을 통한 최적의 선도물질을 개발하려는 목표를 가지고 있습니다.

<연구실 대표 논문>

1. 합성약물라이브러리 피부감염모델 효능평가

: Choi et al. 2021 Journal of Medicinal Chemistry 

2. 효능약물 타겟 발굴 및 전신감염모델 치료효능평가

: Lee et al. 2022 Journal of Microbiology.

3. 구조변형유도체 최적화 및 효능평가

: Lee et al. 2018 Antimicrobial Agents and Chemotherapy

Molecular Diagnosis against fungal pathogens. 

Hospitals necessitate precise and swift diagnoses, especially considering that treatment options for each fungal strain vary. The objective is to devise diagnostic technologies for precise diagnosis and treatment. This encompasses fungal-specific genetic diagnosis, quantitative analysis of infectivity, and molecular diagnosis, including fungal-specific expressed proteins. 

병원에서는 정확하고 빠른 진단이 필요합니다. 특히, 병을 일으키는 진균 종류에 따라서 사용할 수 있는 항진균 치료 옵션이 다르기 때문에 정확한 진단과 치료를 위한 진단 기술을 개발하는 것이 중요합니다. 이러한 연구에는 진균 특이적 유전자 진단 및 감염도 정량분석과 진균 특이적 발현 단백질을 포함하는 분자진단이 포함됩니다. 특히 신종 유행을 주도하며 Superbug라고 불리는 다제내성 Candida auris 등을 빠르게 진단하고 제어하는 기술을 개발하고 있습니다.

피부에 존재하는 정상 미생물총에서 진균이 하는 역할과, 병을 일으킬 수 있는 기회감염균의 유무를 진단할 수 있는 마커를 발굴하며, 이러한 진단 마커를 활용한 신속 진단법 및 약제 내성 등에 특이적인 유전자 변이 진단 등 병원균과 표현형을 신속하게 검사해낼 수 있는 신속 진단법을 개발하고 있습니다.

<연구실 대표 논문>

1. 다제내성 진균 형태변화 및 병원성 조절을 조절하는 cAMP/PKA 신호전달경로 기능 발굴

: Kim et al. 2021 mBio

2. 다제내성 진균 외효소의 병원성 조절 기능 발굴

: Kim et al. 2023 Frontiers in Cellular and Infection Microbiology