[세상사 논문] 김형준 Ph.D.

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 1. 김형준 (HyeongJun Kim)
 Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign, Ph.D.
HyeongJunKim.jpg
2. 논문 제목 (Pubmed ID and link)
 Multistep assembly of DNA condensation clusters by SMC
 PMID: 26725510 [PubMed - in process], PMCID: PMC4725763
 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26725510
 http://www.nature.com/ncomms/2016/160104/ncomms10200/full/ncomms10200.html
3. 초록 내용 
SMC (structural maintenance of chromosomes) family members play essential roles in chromosome condensation, sister chromatid cohesion and DNA repair. It remains unclear how SMCs structure chromosomes and how their mechanochemical cycle regulates their interactions with DNA. Here we used single-molecule fluorescence microscopy to visualize how Bacillus subtilis SMC (BsSMC) interacts with flow-stretched DNAs. We report that BsSMC can slide on DNA, switching between static binding and diffusion. At higher concentrations, BsSMCs form clusters that condense DNA in a weakly ATP-dependent manner. ATP increases the apparent cooperativity of DNA condensation, demonstrating that BsSMC can interact cooperatively through their ATPase head domains. Consistent with these results, ATPase mutants compact DNA more slowly than wild-type BsSMC in the presence of ATP. Our results suggest that transiently static BsSMC molecules can nucleate the formation of clusters that act to locally condense the chromosome while forming long-range DNA bridges.

4. 논문과 관련된 분야, 본 연구의 중요성 및 후속 연구계획
"아주 긴" DNA가 "아주 좁은" 세포 내에 어떻게 들어가 있고 제어 되는지는 아주 오랜 세월 연구되어 왔지만 여전히 밝혀내야 하는 주제들이 무궁무진한 분야라는 생각이 듭니다. 잘 알려진 히스톤 외에도 많은 단백질들이 이 과정에 관여를 하는데, 그 중에 핵심적인 역할을 하는 단백질이 SMC (Structural Maintenance of Chromosomes)입니다. 하지만, SMC가 어떻게 DNA와 상호 작용을 하고, 어떤 메커니즘으로 그 역할을 하는지는 잘 알려져 있지 않다가 비교적 최근에서야 관련된 분야의 뛰어난 연구 결과들이 많이 발표가 되고 있습니다. 앞으로는 in vitro 상이 아닌 in vivo에서 SMC 단백질의 작용 기작을 연구해 보려 합니다.

5 . 못다한 이야기들
논문에 대한 첫 리뷰를 바탕으로 논문을 수정한 후 다시 저널 회사에 보낸 그 다음 날 맹장염이 생겨 입원을 하였습니다. 고생한 만큼 보람도 있었고, 여전히 많은 질문들에 대한 답변을 후속 연구를 통해 계속 해 나가고 싶습니다.