서울대학교 뇌과학 협동과정

Interdisciplinary
Program in
Neuroscience

두뇌 및 신경계를 탐구하는 서울대학교 뇌과학협동과정

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교수진

이승복 Ph.D.

교수
| 치의학대학원 치의과학과

seunglee@snu.ac.kr

전화번호 : (82)2-880-2330 (Office)
(82)2-880-2345 (Lab)

서울특별시 관악구 관악로 1
서울대학교 치의학대학원 (관악캠퍼스)
86동 50호

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연구분야

Cellular and Molecular Neuroscience

소속

치의학대학원 치의과학과
치의학대학원 구강조직발생생물학교실
자연과학대학 생명과학부
자연과학대학 뇌과학협동과정

Research Overview

연구성과

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Research Overview

RESEARCH OVERVIEW
신경발생학 실험실 (Laboratory of Developmental Neurobiology)

신경계 기능의 기본 단위인 시냅스는 정적으로 유지되는 것이 아니라 발생신호나 신경활성에 반응하여 기능과 구조가 변화하는 가소성을 나타내는 특징을 갖고 있습니다. 이러한 시냅스 가소성은 신경회로의 refinement에 필요하며 학습과 기억의 가장 핵심적인 세포기전으로 작용한다. 한편 시냅스 기능과 가소성의 비정상적 조절은 신경정신질환인 자폐증 (autism spectrum disorder)와 퇴행성신경질환의 원인으로 작용합니다.

저희 신경발생학 실험실은 glutamatergic 시냅스인 초파리 신경근육이음부 (Neuromuscular Junction)를 모델로 이용하여 시냅스 발생과 가소성을 조절하는 핵심 인자/분자경로를 규명하고, 이들이 초파리의 후각기억 (olfactory memory)에 미치는 영향을 분석하는데 연구의 초점을 두고 있습니다. 또한 자폐증과 퇴행성질환인 운동신경원질환 (motor neuron disease)에서 시냅스 기능과 가소성이 비정상적으로 조절되는 세포기전에 대해 연구하고 있습니다.

1. 시냅스 관통 역방향 BMP 신호전달을 통한 시냅스 발생과 가소성의 조절
초파리의 근육세포에서 유래된 BMP는 시냅스전 말단의 수용체에 작용하여 NMJ 시냅스의 성장, 기능과 가소성 (homeostatic plasticity)를 조절하는 대표적 시냅스 관통 역방향 신호전달 (trans-synaptic retrograde signaling)을 유발합니다. 따라서 BMP 신호전달의 활성을 정확하게 조절하는 기전에 대한 연구는 시냅스 발생과 가소성의 전반적 이해에 매우 중요합니다. 본 연구실은 초파리 돌연변이에 대한 유전학적 탐색을 진행하여, BMP 신호전달을 통하여 시냅스 발생과 가소성을 조절하는 핵심 인자를 대량으로 규명하였으며, 현재 이들의 작용기전을 연구하고 있습니다.

2. 시냅스 단기 가소성에 의한 후각 기억의 조절
초파리 NMJ 시냅스에서 관찰되는 대표적인 가소성으로 Post-Tetanic Potentiation (PTP)가 알려져 있으나, PTP의 세포기전과 생물학적 의미에 대해서는 알려지 바가 거의 없습니다. 본 연구실은 최근 시냅스 소포 (synaptic vesicle)의 역동적 조절을 통하여 PTP를 조절하는 핵심 분자경로를 규명하고, 이들이 초파리의 후각 학습과 기억 행동에 미치는 영향을 집중적으로 연구하고 있습니다.

3. 자폐증과 운동신경원질환의 병리기전으로서의 시냅스 조절 이상
인간 유전학의 눈부신 발달로 시냅스 이상 (synaptopathy)을 동반하는 대표적 질환인 자폐증과 운동신경원질환 (루게릭병, 유전경직성하반신마비)의 원인 유전자가 대량으로 발굴되었으나, 이들 유전자의 시냅스 조절 기능을 검증하는 노력은 전 세계적으로 미미한 실정입니다. 본 실험실은 돌연변이/RNAi 탐색을 진행하여 시냅스 발생과 가소성의 조절에 관여하는 질환 유전자를 규명하고 이들의 작용기전을 연구하고 있습니다. 이를 통하여 신경발생질환과 퇴행성신경질환의 병리기전으로서 시냅스 이상의 중요성을 입증하고자 합니다.
연구성과

2022

Hyun Gwan Park, Yeongjin David Kim, Eunsang Cho, Ting-Yi Lu, Chi-Kuang Yao, Jihye Lee, Seungbok Lee.(2022) Vav independently regulates synaptic growth and plasticity through distinct actin-based processes. J Cell Biol 3 October 2022; 221 (10): e202203048.

2021

Kim, S., Kim, J., Park, S., Park, J.-J., and Lee, S. (2021) Drosophila Graf regulates mushroom body β-axon extension and olfactory long-term memory. Molecular Brain, 14(1):73.

2021

Kim J, Kim S, Nahm, M., Li TN, Lin HC, Kim YD, Lee J, Yao CK, Lee S. (2021) ALS2 regulates endosomal trafficking, postsynaptic development, and neuronal survival. Journal of Cell Biology, 220(5):e202007112.

2019

Kim, N., Kim, S., Nahm, M., Kopke, D., Kim, J., Cho, E., Lee, M.-J, Lee, M., Kim, S. H., Broadie, K. and Lee, S. (2019) BMP-Dependent Synaptic Development Requires Abi-Abl-Rac Signaling of BMP Receptor Macropinocytosis. Nature Communications 10(1): 684.

2018

Heo, K., Lim, S. M., Nahm, M., Kim, Y.-E., Oh, K. W., Park, H. T., Ki, C.-S., Kim, S. H. and Lee, S. (2018) A De Novo RAPGEF2 Variant Identified in a Sporadic ALS Patient Impairs Microtubule Stability and Axonal Mitochondria Distribution. Experimental Neurobiology 27(6): 550-563.

2017

Heo, K., Nahm, M., Lee, M.J., Kim, Y.E., Ki, C.S., Kim, S.H. and Lee, S. (2017). The Rap activator Gef26 regulates synaptic growth and neuronal survival via inhibition of BMP signaling. Molecular Brain, 10(1):62.

2017

Kim, S.*, Nahm, M.*, Kim, N., Kwon, Y., Kim, J., Choi, S., Choi, E.Y., Shim, J., Lee, C. and Lee, S. (2017). Graf regulates hematopoiesis through GEEC endocytosis of EGFR. Development, 144(22):4159-4172.

2017

Kim, Y.E., Oh, K.W., Noh, M.Y., Nahm, M., Park, J., Lim, S.M., Jang, J.H., Cho, E.H., Ki, C.S., Lee, S. and Kim S.H. (2017). Genetic and functional analysis of TBK1 variants in Korean patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis. Neurobiology of Aging 50: 170.e1-e6.4.347

2016

Nahm, M., Park, S., Lee, J., and Lee, S. (2016). MICAL-like Regulates Fasciclin II Membrane Cycling and Synaptic Development. Molecules and Cells 39(10): 762-767.

2016

Lee, S.Y., Kim, H., Kim, K., Lee, H., Lee, S. and Lee D. (2016). Arhgap17, a RhoGTPase activating protein, regulates mucosal and epithelial barrier function in the mouse colon. Scientific Reports 6: 26923.

2016

Lim, S.M., Choi, W.J., Oh, K.W., Xue, Y., Choi, J.Y., Kim, S.H., Nahm, M., Kim, Y.E., Lee, J., Noh, M.Y., Lee, S., Hwang, S., Ki, C.S., Fu, X.D. and Kim, S.H. (2016). Directly converted patient-specific induced neurons mirror the neuropathology of FUS with disrupted nuclear localization in amyotrophic lateral sclerosis. Molecular Neurodegeneration 11(1):8