Sangjun Lee

Sangjun Lee

Sunday, 21 June 2015 09:06

45 - Molecular Dynamics

Speaker : Chan-Gi Pack, Ph.D. (Research Scientist, Cellular Informatics Laboratory, ASI, RIKEN, 2-1 Hirosawa, Japan)

Date : 2013-02-25

Location: Room 106 Pharmacy Hall, Dankook University

Abstract : The 26S proteasome is a 2.5-MDa multi-subunit protease complex that degrades ubiquitinated proteins in eukaryotic cells. The proteasome is composed of 66 subunits, assisted by multiple dedicated chaperones. In rapidly proliferating yeast and some cancer cells, the 26S proteasome can be localized in the nucleus, in order to ensure the degradation of nuclear proteins. However, it is unclear how and when during the assembly process the proteasome enters the nucleus. Here, we for the first time measured the absolute concentration, dynamics, and complex formation of the 26S proteasome in living yeast cells by fluorescence correlation methods (FCM), a highly sensitive and quantitative method. Interestingly, we found that the 26S proteasome is a highly mobile complex, and that almost all proteasome subunits were stably incorporated into the mega-complex of 26S proteasome in both the cytosol and nucleus. Complex formation was not significantly changed even in an importin-α mutant, suggesting that the proteasome is assembled in the cytosol. Consistent with this, a genetically stabilized 26S proteasome did not exhibit any obvious defects and was distributed normally in the nucleus. These results suggest that the 26S proteasome completes its assembly process in the cytoplasm and translocates into the nucleus through the channel of nuclear pore as 26S large complex. Considering that the 26S proteasome is a fascinating target for pharmaceutical development, the proteasome dynamics revealed by FCM provides a new perspective for developing next-generation proteasome inhibitors.

Sunday, 21 June 2015 09:04

46 - Design of Polymeric Gene Carriers

Speaker : 조종수교수 (서울대학교 농업생명과학연구원 책임연구원)

Date : 2013-04-29

Location : Room 401 Pharmacy Hall, Dankook University

Abstract : The regulation of cellular uptake of non-viral polymeric gene carriers can be a promising strategy to improve gene transfer for effective gene therapy, because the efficacy of gene delivery mostly rely on the intracellular fate of the delivery vectors by which the uptake pathway is taken. Therefore, cellular uptake process has been dealt with prime importance since it controls the intracellular processing of particles either toward the digestive way or non-digestive route depending on the cellular entry mechanism. Understanding on the different mechanism for cellular uptake will be helpful to selectively regulate the uptake route of polymeric gene vectors. It is, therefore, necessary to extend our knowledge on not only how the gene carriers are taken up and transported within the cells but also how the uptake mechanism can be regulated for efficient gene expression and/or silencing through DNA and small interfering RNA (siRNA) delivery, respectively. This review will describe and update the importance of polymeric carriers for delivery of DNA and siRNA with the inclusion of various degradable linkages to advantageously control the function of polymeric gene vectors. The cellular uptake of the polymeric carriers and the regulation of the uptake mechanism in regard to conquer extracellular and intracellular gene delivery barriers are also potentially described. Moreover, the approaches and materials, essential to control or regulate cellular uptake of polymeric gene vectors, will be discussed in detail for efficient DNA transfection and RNAi silencing.

Speaker : Teoan Kim, Ph.D. (Catholic University of Daegu School of Medicine) 

Date : 2013-10-15

Location : Room 106 Pharmacy Hall, Dankook University

Abstract : 형질전환 동물의 정의와 의의, 그리고 생산방법에 대하여 강의하며, 특히 형질전환 기법으로 bioreactor화 된 닭으로부터 고가의 바이오 의약품을 생산하는 것에 대하여 자세히 소개한다.

Speaker : Do-Gyoon Kim, Ph.D. (Orthodontics, College of Dentistry The Ohio State University) 

Date : 2013-11-12

Location : Conference Hall, Dental school bld., Dankook University

Abstract : 인체 경조직에 대한 재생 연구가 늘면서 골조직의 기계적 특성 평가에 대한 관심이 높아져 있다. 본 강연에서는 재생골/신생골과 기존골의 기계적 특성을 미소압입하중시험(nanoindentation)에 의한 평가법에 대한 최근 연구내용을 소개한다. 나노인덴테이션 기법으로 골조직의 탄성계수외에 다양한 특성을 평가 할 수 있다. 최근 우리가 연구한 TMJ, 골-임플란트 계면에서의 특성변화를 논의한다.

Speaker : S.C. Kundu, Ph.D. (Indian Institute of Technology, Kharagpur, India) 

Date : 2014-06-24

Location : Room 103 Pharmacy Hall, Dankook University

Abstract : Biologically active scaffolds are attracting considerable interest that induces synthesis of tissues and organs based on similar analogs of the extracellular matrix. Silk fibroin, the core protein, is hydrophobic in nature while sericin is hydrophilic glue like protein. Isolation of fibroin from the silkworm cocoon requires the complete removal of glue protein sericin, a waste by-product of textile industry. The characteristics of silk include biodegradability, biocompatibility, controllable degradation rates, and versatility to generate different material formats attract interest in the field of biomaterials.

By using different technologies thin films, porous 3D scaffolds, nanoparticles, macro patterned surface coating, micro-beads, and hydrogels are developed from the mulberry and non-mulberry silk proteins for biomedical applications. The cell culture and tissue formation on silk-based biomaterials show appropriate cell adhesion, proliferation, and differentiation that support the regeneration of tissues. Due to the presence of RGD motifs on non-mulberry fibroin based biomaterials display enhance cellular adhesion and subsequent proliferation on different matrices, hence resulting in improved biofunctionality. The use of such silk as surface coating on titanium facilitates osteoblast cell adherence and proliferation. The fibroin matrices as 3D model are used for cancer investigation.

Other nonmulberry silk protein fibroin from muga Antheraea assama and eri, semi-domesticated Samia ricini are tested for their biomaterial potentiality. The non-mulberry cocoon sericin is also used as surface coating on titanium facilitates osteoblast cell adherence and proliferation. Similarly sericin/polyacrylamide semi-interpenetrating network proves suitable as a reconstructive dermal sealant. The successful delivery of gene and/or drug is observed through sericin or fibroin based nanoparticles.

Speaker : ByungHyune Choi, Ph.D.(Inha University College of Medicine,Korea)

Location : Room 103 Pharmacy Hall, Dankook University

Date: 2014-06-26

Abstract : Regenerative medicine is currently drawing a kin interest along with the rapid progress in stem cells research. It appears that stem cells and regenerative medicine will provide a therapeutic benefits for many incurable diseases and reduce nationwide medical expanse at an explosive increase. The technical maturity of stem cells therapy and regenerative medicine is progressing rapidly and many hurdles are being tackled to promote basic technologies to commercialization. The presentation will deal with recent trends and future perspectives in stem cells and regenerative medicine and also introduce what GSRAC (Global Stem Cells and Regenerative Medicine Acceleration Center) is doing on this.

ABSTRACT


Multifunctional nanomedicine holds considerable promise as the next generation of medicine that will enable early detection of diseases, as well as simultaneous monitoring and therapy with minimal toxicity. In particular, surface-enhanced Raman scattering (SERS) technology with high sensitivity and multiplexing capabilities is emerging as a powerful alternative for identifying specific biological targets in live cells. In this paper, we present the synthesis of SERS-active gold nanochains (AuNCs) as a potential theranostic system for multiplex detection and photodynamic therapy (PDT) of cancer. AuNCs were prepared by a simple physical mixing method to assemble citrate-stabilized gold nanoparticles into nanochains using hyaluronic acid and hydrocaffeic acid (HA–HCA) conjugates as templates. In addition, Raman reporters and photosensitizers (PSs) were conjugated onto the surface of the AuNCs for multiplex detection and PDT action. After mixing with HA–HCA conjugates, citrate-stabilized gold nanoparticles formed the AuNC structure, and AuNC length was controlled by the HCA conjugation ratio in the HA–HCA conjugates. AuNCs exhibited maximal absorption in the near-infrared (NIR) spectral region and effective SERS property. Confocal microscopy, flow cytometry, Raman spectroscopy and Bio-TEM measurements were used to determine cellular uptake of the Raman reporter, PS and AuNCs in HeLa cells. AuNCs conjugated with Raman reporter and PS (HA–HCAn–Au–Pheo–NPT) showed more than 99% cellular uptake and exhibited excellent phototoxicity even at low PS concentrations compared with free PS after laser irradiation. This SERS-active AuNC (HA–HCAn–Au–Pheo–NPT) shows promise for applications in theranostics, integrating SERS imaging and PDT. 


2015 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

ABSTRACT



The survival of cells in the 3D scaffold until the ingrowth of blood vessels is one of the most important challenges in tissue engineering for producing a clinically relevant volume of tissue. In this study, perfluorooctane emulsion (oxygen carrier)-loaded hollow microparticles (PFO-HPs) were prepared as a scaffolding system which can allow timely release of oxygen to cells adhered on the HPs to prevent cell necrosis in a hypoxic environment (inherently created in tissue engineered 3D constructs) until new blood vessels are formed in the 3D cell construct, and thus may produce appropriate tissues/organs with a clinically relevant volume. In the in vitro cell culture and the in vivo animal study, it was observed that the cells initially seeded on the PFO-HPs remained alive for approximately 10 days in a hypoxic environment (in vitro), and the cells were also found throughout the implanted whole matrix without a necrotic center until the infiltration of blood vessels (at 14 days after implantation; in vivo), probably due to the sufficient release of oxygen from the PFO-HPs for an adequate time period. Based on these results, the cell-based PFO-HPs can be a promising system to produce a clinically applicable large tissue mass.


© 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

ABSTRACT


Biomaterial surface design with biomimetic proteins holds great promise for successful regeneration of tissues including bone. Here we report a novel proteinaceous hybrid matrix mimicking bone extracellular matrix that has multifunctional capacity to promote stem cell adhesion and osteogenesis with excellent stability. Osteocalcin-fibronectin fusion protein holding collagen binding domain was networked with fibrillar collagen, featuring bone extracellular matrix mimic, to provide multifunctional and structurallystable biomatrices. The hybrid protein, integrated homogeneously with collagen fibrillar networks, preserved structural stability over a month. Biological efficacy of the hybrid matrix was proven onto tethered surface of biopolymer porous scaffolds. Mesenchymal stem cells quickly anchored to the hybrid matrix, forming focal adhesions, and substantially conformed to cytoskeletal extensions, benefited from the fibronectin adhesive domains. Cells achieved high proliferative capacity to reach confluence rapidly and switched to a mature and osteogenic henotype more effectively, resulting in greater osteogenic matrix syntheses and mineralization, driven by the engineered osteocalcin. The hybrid biomimetic matrix significantly improved in vivo bone formation in calvarial defects over 6 weeks. Based on the series of stimulated biological responses in vitro and in vivo the novel hybrid proteinaceous composition will be potentially useful as stem cell interfacing matrices for osteogenesis and bone regeneration. 


© 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

수정 2013-10-02 03:00:00

단국대 나노바이오의과학과 대학원 학생들이 ‘유전자 발현 실험’을 하고 있다. 단국대 제공
 

단국대 천안캠퍼스가 글로벌 인재를 육성하기 위한 각종 정부 사업에 잇따라 선정됐다. WCU(World Class University·세계 수준의 연구중심대학) 사업에 이어 ‘BK21플러스 미래기반창의인재형’ 사업의 3유형에 선정된 데 이어 최근에는 1유형 사업자로도 확정됐다. 정부의 지원금에다 학교의 매칭(대응) 투자비까지 합치면 사업에 투입되는 예산이 상당히 많다. 

이에 따라 사업에 참여하는 대학원생 등은 막대한 장학금 지원으로 경제적으로 걱정 없이 연구 활동을 벌일 수 있다. 대학은 이 같은 인재 육성 사업을 교수와 학생의 질적 수준을 높이는 전기로 삼겠다는 구상이다. 


글로벌 석박사 인력 배출사업 가동

단국대 천안캠퍼스는 최근 ‘BK21플러스 글로벌인재형(1유형)’ 사업에 최종 선정됐다. 교육부와 한국연구재단이 지원하는 이번 사업은 유수의 해외 석학을 국내 대학으로 초빙해 수준 높은 교육을 통해 석박사급 신진 연구 인력을 양성하는 프로그램이다. 

교육부는 매년 213억 원의 사업비를 지원해 연간 1000여 명의 연구 인력을 양성할 계획으로 이 사업을 진행하고 있다. 이번 사업 선정에는 단국대를 비롯해 서울대, KAIST 등 전국 15개 대학 21개 사업단이 최종 선정됐다. 

 

글로벌 인재형의 경우 천안 아산지역에서 단국대가 유일하게 선정됐다. 이번 사업은 단국대 대학원 나노바이오의과학과가 참여하는 ‘나노바이오 재생의과학 글로벌 연구단’이 수행한다. 

연구 책임자인 김해원 교수를 비롯해 나노바이오의과학과의 공명선, 신원상 심호섭 양희석 오세행 장영주 한규동 현정근 홍권호 교수 약학대의 안상미 교수 등 의과 치과 약학과 등에 걸쳐 단국대 생명과학 분야의 대표적인 교수들이 대거 이 사업에 참여한다. 

학교 측은 이번 사업에 참여하는 교수진이 융합연구를 통해 시너지를 높일 수 있는 역량과 조건을 갖추고 있다고 보고 있다. 나노바이오의과학과만 해도 기존의 의대와 치대, 그리고 기초과학 등 소속이 다른 전공의 교수들로 구성이 됐기 때문이다. 약학관 4∼6층에는 연구를 위한 최첨단 연구 인프라가 구축됐다. 동물실과 70여종의 전용 기자재를 갖췄다. 

이번 사업의 기간은 7년이며 71억 5000만원의 국가 연구비가 지원된다. 더불어 이에 상응하는 대학 대응자금(매칭 펀드)을 포함하면 총 143억 원이 사업에 투입된다. 전문인력 양성사업인 만큼 국비의 40%는 참여 대학원생의 연구 장학금으로 지급된다. 대학의 장학금까지 더해지면 이 사업에 참여하는 나노바이오의과학과 대학원생은 전원 전액 장학금을 받으면서 학업과 연구에 몰두할 수 있다. 여기에다 소정의 연구 수당까지 지급된다.


WCU 사업 선정 등에 이은 개가

단국대는 지난 5년간 수행해 온 WCU 사업에 80여 명의 대학원생과 14명의 국내 교수진, 그리고 6명의 해외 학자를 참여시켜 재생의과학 분야의 세계적인 연구 인력을 키워왔다. WCU 사업을 수행하며 첨단 연구 인프라를 구축해 학교의 시설과 설비가 크게 향상됐다. 이런 과정에서 5년간 311편의 SCI급 논문과 77건의 특허를 출원하는 성과를 거뒀다. 

WCU 사업의 후속사업 격인 이번 BK21플러스 글로벌인재형 사업 선정으로 미국 하버드대, 듀크대, USC, 조지타운대, 템플대, NIH, 영국 UCL, 호주 시드니대, 스페인 IBEC·UPC 등 해외 9개 연구기관에서 16명의 석학이 대거 초빙됐다. 

이들을 통해 재생의과학 분야의 세계적 리딩 그룹으로 성장하도록 7년간 글로벌 스탠더드를 충족시킬 수 있는 박사 150명, 석사 120명을 배출할 계획이다. 이를 위해 학부에서 박사 후 과정까지 연속적인 연구중심 프로그램을 실행할 계획이다. 

특히 재생의과학 분야에서 선도적인 해외 기관과의 공동 석박사 학위제를 도입해 우수한 재원을 유치할 계획이다. 이에 따라 글로벌 역량을 갖춘 우수인재 양성에 탄력을 받을 것으로 보인다. 공동학위제와 함께 120명의 학부생을 연계한 ‘학사-석사-박사-박사 후 과정’의 논스톱 지원 프로그램은 연구단이 구상하는 글로벌 리더 양성의 핵심이라고 할 수 있다. 

 

단국대는 천안캠퍼스의 생명공학(BT) 분야 특성화를 기반으로 재생의과학 분야의 원천기술을 개발하는 것을 목표로 삼고 있다. 이를 위해 7년간 매년 100편의 SCI 논문을 발표하겠다는 구상을 세웠다. 이 700여 편의 논문 가운데 300편 이상은 상위 20%, 논문 5편가량은 최상위 1% 안에 드는 획기적 논문이어야 한다는 기준도 세웠다. 또 기술을 통해 확실히 실용화 할 수 있는 아이템 5건을 개발 또는 발굴하기로 했다. 사업 책임자인 김해원 교수는 “단국대가 세계적인 의약학바이오 연구의 메카로 성장할 수 있도록 교육과 연구에 매진할 것”이라고 포부를 밝혔다.

한편 단국대는 8월 발표된 ‘BK21플러스 미래기반창의인재형(3유형)’ 사업에 죽전과 천안 2개씩 4개 사업팀이 선정됐다. 

지명훈 기자 This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.