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이미지 제공: Ayush Kumar

​연구 주제

우리 연구실은 유기화학과 합성생물학을 바탕으로, 인류의 건강과 더 나은 사회에 기여할 수 있는 새로운 분자 기술을 개발합니다.

생체분자를 원하는 방식으로 연결하는 기술, 생체 내 변화를 감지하는 센서, 생명현상을 정밀하게 조절하는 기술을 연구합니다. 또한 방향성 진화와 화학물질 유도 이합체화 기술을 활용하여 생명 시스템이 작동하는 원리를 이해하고, 그 기능을 효과적으로 조절하거나 향상시킬 수 있는 도구를 만들어가고 있습니다.

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최신 연구 성과

배지은 외 저술

우리 연구실은 불소 이온을 신호로 사용하여 살아있는 세포 안에서 단백질의 활성을 조절하는 새로운 기술을 개발하였습니다. 이를 위해 불소 이온과 반응하면 단백질이 활성화되도록 설계한 비천연 아미노산을 세포가 직접 단백질에 도입할 수 있게 하였습니다. 이 기술은 불소 이온을 투입했을 때 원하는 단백질의 기능을 켤 수 있는 생체 내 화학 스위치로 작동합니다. 향후 합성생물학과 세포공학 분야에서 단백질과 세포의 기능을 특정 조건에서 선택적으로 조절하는 분자 도구로 활용될 수 있습니다.

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안지윤 외 저술

우리 연구실은 살아있는 세포의 표면에 있는 단백질만을 선택적으로 표지할 수 있는 가역적 단백질 표지 기술을 개발하였습니다. 이 기술은 세포에 미치는 독성이 낮고, 필요에 따라 표지를 붙이거나 제거할 수 있다는 장점이 있습니다. 이를 통해 세포 표면 단백질의 위치와 변화를 시간에 따라 관찰하고 추적할 수 있으며, 세포가 주변 환경과 상호작용하는 과정을 이해하는 데 활용할 수 있습니다.

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​최종두 외 저술

우리 연구실은 유전자 코드 확장에 필요한 구성 요소가 세포의 대사와 유전자 발현에 예상하지 못한 변화를 일으킬 수 있음을 발견하였습니다. 또한 이러한 변화를 활용하여 온도와 합성 아미노산이 모두 주어졌을 때만 작동하는 생물학적 논리 게이트를 구축하였습니다.

이 연구는 세포가 두 가지 조건을 동시에 인식하고 반응하도록 설계함으로써, 살아있는 세포의 기능을 원하는 조건에서 선택적으로 제어할 수 있는 새로운 방법을 제시합니다.

오픈북 테이블

대표 논문

1. Bae, J.+, Kim, S.+, Choi, J., Kim, G., Jang, Y. & Koh, M.*, “Fluoride-Triggered Protein Activation via a Genetically Encoded Tyrosine Analogue

J. Am. Chem. Soc., 147 (49), 45015–45024 (2025).

2. Ahn, J.+, Kim, T.+, Bae, J.+, Jung, J.+, Lee, J., Lee, H., Mun, J., Kim, S., Park, J., Kim, J.*, & Koh, M.*, “Reversible Protein Labeling via Genetically Encoded Dithiolane-Containing Amino Acid and Organoarsenic Probes” Bioconjug. Chem., 36 (5), 1034–1039 (2025).​

3. Choi, J., Ahn, J., Bae, J., Yoon, M., Yun, H. & Koh, M.*, “Designing a Novel Temperature- and Noncanonical Amino Acid-Controlled Biological Logic Gate in Escherichia coliACS Synth. Biol., 13 (8), 2587–2599 (2024).

​​​

4. Koh, M., Ahmad, I., Ko, Y., Zhang, Y., Martinez, T. F., Diedrich, J. K., Chu, Q., Moresco, J. J., Erb, M. A., Saghatelian, A., Schultz, P. G. & Bollong, M. J., “A short ORF-encoded transcriptional regulatorProc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 118 (4), e2021943118 (2021)

5. Koh, M.+, Yao, A.+, Gleason, P. R., Mills, J. H. & Schultz, P. G., "A general strategy for engineering noncanonical amino acid dependent bacterial growth" J. Am. Chem. Soc. 141 (41), 16213–16216 (2019).

6. Koh, M.+, Cho, H.-Y.+, Yu, C., Choi, S., Lee, K.-B. & Schultz, P. G., "Site-specific incorporation of a dithiolane containing amino acid into proteins", Bioconjug. Chem. 30 (8), 2102–2105 (2019).

7. Koh, M., Nasertorabi, F., Han, G. W., Stevens, R. C. & Schultz, P. G., "Generation of an orthogonal protein-protein interface with a noncanonical amino acid", J. Am. Chem. Soc. 139 (16), 5728–5731 (2017).

8. Koh, M., Park, J., Koo, J. Y., Lim, D., Cha, M. Y., Jo, A., Choi, J. H. & Park, S. B. "Phenotypic screening to identify small-molecule enhancers for glucose uptake: target identification and rational optimization of their efficacy", Angew. Chem. Int. Ed. 53 (20), 5102–5106 (2014).

9. Koh, M., Park, J., An, H. & Park, S. B. "Ratiometric analysis of zidovudine (ZDV) incorporation by reverse transcriptases or polymerases via bio-orthogonal click chemistry", Chem. Commun. (Camb.) 47, 7614–7616 (2011).

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