Heo Lab News

1월 22일

유정혜 학생의  유도가능한 분할 Cas13기술 논문이 Nature Communications (IF : 16.6)에 Publish 되었습니다. 축하합니다! New

1월 8일

손승규/이진수 학생의 시냅스 구조변화 실시간 시각화 기술 논문이 Nature Method(IF : 48)에 Publish 되었습니다. 축하합니다! New

BioIlluminate: Visualizing and Controlling Life 

(Visualizing, Controlling, and Repairing)

우리 실험실은 mRNA/단백질/항체 등의 생체분자를 시각화 (Visualizing)하고 

빛으로 제어 (Controlling)하는 기술개발을 통해 

세포생물학과 뇌과학의 기초연구를 진행하고 있으며 

mRNA editing, mRNA modulation, 광유전학의학의 새로운 패러다임으로 치료 (Repairing)기술을 

개발하고 있습니다.

mRNA editing, mRNA modulation, Optogenetic Medicine

Breakthroughs in biology and medicine have followed the development of novel technologies creating new avenues of investigation and therapeutics.

"We provide new paradigms for the researches of cell biology and neurobiology, as well as cellular, optogenetic and mRNA therapy"

    We have been developing new bio-imaging, optogenetics and chemogenetics technologies to study important biological phenomena and cellular functions in various cells and animals. We are conducting researches by applying our technologies in cell growth, cell migration, cell death, cancer cell metastasis and brain functions, which are regulated through cell signaling pathways composed of a variety of secondary messengers and numerous signaling proteins. By developing new bio-imaging and optogenetics/chemogenetics technologies, the complex cellular processes in living cells and animals can be studied at the molecular, cellular and animal levels. 

  우리 연구실에서는 암세포, 신경세포, 면역세포, 줄기세포에서 일어나는 중요한 세포신호전달과 분자 및 세포의 기능을 연구하기 위하여 새로운 바이오영상 (Bio-Imaging)기법을 개발함과 동시에 지난 10 년이상 이러한 분자세포의 기능을 빛으로 자유자제로 제어하는 분자광유전학 (Optogenetics)기술을 개발하고 있습니다. 우리가 개발한 다양한 바이오이미징, 분자광유전학, 단백질공학, 세포제어, mRNA 제어, 줄기세포제어 기술들을 융합하여 생쥐모델에서 치매, 파킨슨병, 우울증, 암, 척수신경손상, 코로나바이러스 감염병 치료기법을 개발하고 있습니다. 

세포성장, 세포이동, 암세포전이 그리고 학습과 기억에서의 신경세포는 세포내 수 많은 신호전달 단백질들과 다양한 2차 신호전달물질들의 상호작용에 의해 형성되는 신호전달체계를 통해 조절됩니다. 이러한 복잡한 신호전달체계를 살아있는 세포 및 동물에서 실시간으로 시각화 (Bio-Imaging)하고 우리가 개발한 광유전학기술 (Optogenetics)과 화학유전학기술 (Chemogenetics)을 이용하여 세포의 기능을 원격제어함으로써 동물이 기억, 학습, 행동 하는 동안 세포내에서 일어나는 분자적 메커니즘과 암세포가 전이되는 동안 분자적 메커니즘과 생체내 존재하는 줄기세포에서의 기능을 규명하고 있습니다. 

우리의 궁극적인 목표는 인간의 질병을 치료하기 위해 지난 10년 이상동안 개발한 우리의 고유기술을 융합한 새로운 개념의 세포치료 기술, 광유전학 기술을 이용한 brain repair 등의 새로운 치매, 파킨슨병, 척수신경회복 치료방법을 개발하는 것입니다.  

    지난 15년간 우리 연구실은 세포의 기능을 유도하는데 있어서 가장 먼저 반응하는 세포막수용체를 빛으로 제어하는 optoRTK 기술, 다양한 신호전달단백질을 제어하는 LARIAT 기술, 세포내 존재하는 intracellualr membrane을 제어하는 IM-LARIAT 기술 그리고 실시간으로 세포/생체 칼슘농도 광제어하는 optoSTIM1기술 등을 개발하여 학계에 보고하였습니다. 현재 mRNA (광유전학) 제어, 세포기능 광유전학 제어, 분자제어 기술들을 개발하고 있습니다. 이러한 기술들을 활용하여 생물학 기초연구를 진행함과 동시에 뇌질환치료, 암치료, 줄기세포치료, 그리고 전세계적으로 유행한 코로나바이러스감염병  mRNA치료 기술개발에도 적용하고 있습니다.

Our laboratory is actively involved in visualizing (Visualizing) biomolecules such as mRNA/proteins/antibodies, controlling (Controlling) them with light, and developing treatment technologies (Repairing) as new paradigms of mRNA editing, mRNA modulation, and optogenetic medicine. These endeavors form the foundation for cellular biology and neuroscience research.

We have been developing new bio-imaging, optogenetics, and chemogenetics technologies to study vital biological phenomena and cellular functions across various cells and animals. Our research encompasses several fields like cell growth, migration, death, cancer cell metastasis, and brain functions, which are regulated through cell signaling pathways composed of a variety of secondary messengers and numerous signaling proteins.

In our lab, we aim to understand the molecular mechanisms occurring in cells and animals, like the cellular signaling during cancer cell metastasis, or the processes happening in stem cells present in the body. We use our advanced bio-imaging techniques to visualize these complex cellular signaling systems in living cells and animals in real-time. Also, we leverage our developed optogenetics and chemogenetics technologies to remotely control cellular functions.

Over the past decade, we have pioneered the development of novel bio-imaging technologies to explore cellular and molecular functions in various cells, including cancer cells, neurons, immune cells, and stem cells. By merging our various technologies like bio-imaging, optogenetics, protein engineering, cell control, mRNA control, and stem cell control, we aim to develop treatments for conditions such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, depression, cancer, spinal nerve damage, and Coronavirus infection.

We have always been at the forefront of technology, developing techniques such as optoRTK, which controls cellular membrane receptors with light, LARIAT that controls various signaling proteins, IM-LARIAT that manages intracellular membranes, and optoSTIM1, a technology that controls cellular/body calcium concentration in real-time.

Our ultimate goal is to create innovative cell therapy techniques and treatments for brain repair using optogenetics, developed over the past ten years. In this journey, we aim to develop new treatments for Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and spinal nerve recovery. We are currently developing mRNA (optogenetics) control, cell function optogenetic control, and molecular control technologies, which we hope will pioneer breakthroughs not just in basic biological research but also in treating brain diseases, cancer, stem cell therapy, and developing mRNA treatment technologies for the worldwide Coronavirus pandemic.

Heo Lab Publication

Heo Lab OptoBase Publication

Heo Lab Addgene Materials

WON DO HEO Google Scholar

Research Areas

mRNA base editing, modification, and therapy (mRNA 치료)

Protein engineering for novel and useful functions in mice and human

Cell function control and therapy (세포 치료)

Molecular/subcellular optogenetics and optogenetic medicine (광유전학의학)

Molecular optogenetics (분자 광유전학)

mRNA optogenetics (mRNA 광유전학)

Antibody optogenetics (항체 광유전학)

Synthetic cell  biology (합성세포생물학)

Synthetic neurobiology (합성신경생물학)

Bio-imaging (molecule, cell and in vivo imaging)

Neurobiology

Brain repair