세포 에너지 대사 실험실은 대사질환에서 미토콘드리아의 기능과 분자 기전 연구를 하고 있습니다. 저희는 PHD3와 같은 스트레스 감지 효소들이 mitochondrial fuel utilization, bioenergetic와 signaling에 미치는 영향을 생화학, 대사체 연구, 세포 및 마우스 모델 등을 이용하여 접근하고 있습니다.

세포 에너지 대사 실험실의 연구주제는 크게 두가지 입니다. 1) 대사체를 통해 암에서의 바이오마커와 표적 치료제를 개발하는 것과, 2) 대사질환을 치료할 수 있는 기전연구 입니다.
1) 대사체를 통해 암에서의 바이오마커와 표적 치료제를 개발하는 것
사람이 각각 좋아하는 음식이 있는 것처럼, 암세포들도 선호하는 대사체 (영양소)가 각각 있습니다. 암세포의 각각의 대사특성을 액체크로마토그래피-질량분석 방법을 사용하여 대사체의 양적인 변화와 대사경로 활성을 알 수 있습니다. 특정 암세포에서 양이 증가되어있는 대사체를 통해 암에 대한 표적인자를 찾을수도 있으며, 암세포가 편애하는 대사체를 이용하지 못하게 하여 대사 경로를 끊어내어 암세포를 굶겨죽이는 새로운 표적 치료제로 개발 할 수 있습니다.

2) 대사질환을 치료할 수 있는 기전연구
지금까지 지방은 비만의 중요한 바이오마커로 알려져 있으며, TG/FFA/콜레스테롤이 비만에서 높아져 있다는 것이 알려져 있습니다. 하지만, 질량분석기의 발달과 생화학적 기전연구가 중요해지면서, 이 지방들의 하위 대사체인 여러가지 지질종이 세포내에서 어떻게 조절되며 질환에 직접적인 역할을 미치는지에 대한 연구가 필요합니다. 재미있게도, 비만에서 지질 대사의 중요성에도 불구하고, 지질 종은 대사 항상성을 유지하고, 필수 세포 기능을 방해하여 대사 장애를 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 다시 말하자면, 이 각각의 지방산은 세포에 유익하기도 하고, 독성을 가지기도 합니다. 따라서 지방산을 축적하거나 합성하지 않고 효과적으로 이용하는 골격근 모델을 이용하여 지방산의 대사와 세포에서의 기능을 연구하고자 합니다. 저는 골격근에서 유익한 역할과 해로운 역할을 모두 갖는 지질을 확인하고, 정상 근육 생리학 및 비만 등의 대사질환에서 알려지지 않았던 지방산의 생물학적 기능을 설명하는 것을 목표로 합니다.

결론적으로, 저희 실험실은 에너지 대사가 어떻게 암과 같은 대사질환과 골격근과 같은 대사장기 (근육 및 간)와 관련된 지방대사의 조절을 연구합니다. 이를 통해, 상대적으로 안정적이고 부작용이 적은 대사체를 사용하여 대사질환의 신약 및 치료방법 개발에 적용할 수 있습니다.
Yoon's laboratory focuses on the molecular regulation of cellular metabolism in metabolic disease using the biochemical approach, cell biology, and signaling and metabolic profiling.

My research topic is 2 parts. First, 1) to develop a metabolic drug for cancer therapy, and 2) to understand the mechanisms of metabolic disease
1) Developing a metabolic drug for cancer therapy
Interestingly, cancer cells have their own favor on metabolites (nutrients). We can characterize the quantitative changes in the metabolites and metabolic pathways using liquid chromatography-mass spectrometry. Using this method, we can find the target metabolites in specific cancer cell types, as well as a new therapeutic strategy focused on the metabolic pathways.

2) Understanding the mechanisms of metabolic disease
Strikingly, despite the importance of lipid metabolism in obesity, which lipid species maintain metabolic homeostasis, and which disrupt essential cellular functions, leading to metabolic disorders remain unknown. I have identified lipids with both beneficial and detrimental roles in skeletal muscle, and my research aims to elucidate their biological and mechanistic function during normal muscle physiology and conditions of dysregulated lipid homeostasis in obesity.

Overall, this research will give a critical and unique insight into how lipid species impact skeletal muscle cell function, and unveil molecular mechanisms through which energy metabolism contributes to metabolic disease. This work will suggest new therapeutic strategies to treat metabolic diseases.