김경도

• 소속 생명과학정보학과
• 직위(직급) 부교수
• 전화번호 031-330-6192
• 이메일 kyungdokim@mju.ac.kr

기본정보

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콩 특이적 Dicer 돌연변이의 기능 연구

Small RNA는 식물 내 여러 유전자의 발현을 조절하는 중요한 역할을 합니다. 콩은 대부분의 속씨식물과는 다르게 잎에서 21 nt 길이의 small RNA를 가장 많이 생성하는데, 이는 콩의 근연종인 메디카고(Medicago truncatula), 강낭콩(Phaseolus vulgaris), 땅콩(Arachis hypogaea)이 24 nt small RNA를 가장 많이 생성하는 것과는 매우 대조적입니다. 선행연구를 통해 이러한 콩 특이적인 small RNA 생성의 요인이 DCL3 유전자에 있음을 알게 되었고, DCL3 단백질의 서열 변이에 따라 24 nt small RNA 생성량이 달라지는 것을 확인하였습니다. 이끼(Physcomitrella patens)를 비롯한 모든 식물 종에서는 해당 돌연변이의 서열이 arginine으로 보존되어 있으나, 콩에서만 cysteine allele이 발견되었습니다. 이에 본 연구실에서는 24 nt small RNA 생성 시 해당 돌연변이의 역할을 밝히는 연구를 수행 중이며, 이를 통해 콩에서의 small RNA 생합성 과정과 RNA-directed DNA methylation pathway에 대한 이해를 높일 수 있을 것이라 생각합니다.

콩과 작물(legume crops)에서의 유전체 및 후성유전체 연구

2000년 애기장대를 시작으로 현재까지 많은 식물 종들의 유전체가 해독되었으며, 유전체 기술의 비약적 발전으로 인해 DNA, RNA, 단백질을 아우르는 다양한 차원의 생명정보를 얻을 수 있게 되었습니다. 이러한 다차원의 오믹스 정보를 이용한 식물 기능유전체 연구는 많은 부분 단백질 코딩 영역에 집중되어 있었으며, 그 외 non-coding 영역, 그 중에서도 regulatory elements의 정확한 위치와 기능에 대해서는 여전히 잘 알지 못하고 있습니다. 본 연구실에서는 콩과 작물에서 단백질 코딩 유전자의 발현을 조절하는 다양한 non-coding regulatory elements(e.g. enhancer, small RNA)를 생명정보 분석을 통해 전체 유전체 수준에서 연구하고자 합니다. 이를 통해 단백질 코딩 유전자 외에도 식물 유전체에서 기능을 하는 모든 유전인자들을 발견하고자 합니다.

중장기적으로는 최신 기계학습 기법들을 사용하여 1) 식물의 유전체 및 후성유전체 데이터를 통합하는 분석 파이프라인을 개발하고, 2) 통합된 데이터로부터 크로마틴 상태, 유전자 발현량, 이차대사물질의 양 등 분자표현형(molecular phenotype)을 예측하는 모델을 만들어, 3) 기존의 유전체 정보만으로는 발견할 수 없었던 생명현상의 새로운 법칙성을 밝히는 연구를 하고자 합니다. 구축한 분석 파이프라인과 예측 모델은 최종적으로 복합형질(complex traits)의 원인 유전인자를 밝히는 연구에 활용하고자 합니다.

최신 빅데이터 분석기법과 인공지능 기술을 식물 기초 연구뿐만 아니라 응용 연구에 적용해보고자 하는 도전적인 학생/연구자 분들에게 유전체빅데이터연구실의 문은 항상 열려 있습니다. 관련 연구주제에 관심 있는 분들은 kyungdokim@mju.ac.kr로 연락 부탁드립니다.

<김경도 교수 약력>

- 2001~2006     서울대학교 식물생산과학부 학사

- 2006~2011     서울대학교 식물생산과학부 박사

- 2011~2012     서울대학교 농업생명과학연구원 선임연구원

- 2012~2017     미국 조지아대학교 박사후연구원

- 2017~2020     LG화학 미래기술연구센터 책임/파트리더

- 2020~           명지대학교 생명과학정보학과 조교수