초저온 전자 단층촬영 (Cryo-ET) 분석을 통해 야생형 S. acidocaldarius는 세포 내 글리코겐을 축적하는 반면, ΔAmyA 돌연변이는 글리코겐이 결핍됨을 확인하였습니다.
Lee A, Park N, Song C & Cha J (2025) AmyA contributes to the glycogen synthesis in Sulfolobus acidocaldarius. Int J Biol Macromol, 141431.
Oxyrrhis marina는 전 세포주기 동안에 염색체가 항상 존재하는 독특한 핵을 가진 단세포 원생동물로 진화적으로 연구되고 있습니다. Oxyrrhis marina 핵 내 염색체를 serial sectioning 및 SBF-SEM 기반 volume imaging기법을 활용하여 3D 재구성하였습니다.
Fukuda Y, Suzaki T, Murata K & Song C (2025) Novel ultrastructural features of the nucleus of the ancestral dinoflagellate Oxyrrhis marina as revealed by freeze substitution fixation. Front Protistol 3, 1512258.
아밀로이드-β(Aβ) 섬유의 구조적 다양성은 알츠하이머병(AD)의 병리에서 중요한 역할을 하지만, 이 다양성이 형성되는 기작은 아직 잘 이해되지 않고 있습니다. 본 연구에서는 새로운 J자형 프로토머 구조의 Aβ40 섬유를 발견하였으며, Cryo-EM helical reconstruction기법을 활용하여 3.3 Å 해상도로 해석하였습니다.
Burton-Smith RN, Yagi-Utsumi M, Yanaka S, Song C, Murata K & Kato K (2025) Elucidating the Unique J-Shaped Protomer Structure of Amyloid-β(1-40) Fibril with Cryo-Electron Microscopy. Int J Mol Sci 26(3), 1179.
세포 표면 단백질의 접착 기능은 직접적인 관찰을 통해 시각적으로 평가할 수 있지만, 접착을 매개하는 구조적 요소들은 나노스케일 수준에서 보이지 않기 때문에 세포-세포 접착을 담당하는 분자 구조의 다양성에 대한 이해가 제한적입니다. DNA 오리가미 나노블록을 투과전자현미경(TEM) 및 고속 원자력현미경(AFM)으로 분석한 결과, 막과 먼 부분(membrane-distal)과 막과 가까운 부분(membrane-proximal)을 분리하는 힌지(hinge) 구조가 확인되었습니다.
Oda H, Nishiguchi S, Song C, Murata K, Uchihashi T & Suzuki Y (2025) Nanoscale visualization of Drosophila E-cadherin ectodomain fragments and their interactions using DNA origami nanoblocks. Journal of Molecular Biology, 437(2), 168875.
전자현미경(EM) 기반 단일입자 3D 재구성을 통해 칼슘이 존재할 때 gelsolin이 액틴과 결합하기 전에 미세한 구조적 변화를 겪는 것이 확인되었다.
Kim HU, Park YH, An, MY, Kim, YK, Song C & Jung HS (2024) Structural insights into calcium-induced conformational changes in human gelsolin. Biochemical and Biophysical Research Communications, 735, 150826.
질산화(Nitrification)는 글로벌 질소(N) 순환의 핵심 과정으로, 암모니아 산화 미생물(ammonia-oxidizing microorganisms)에 의해 매개되며, 특히 암모니아 산화 고세균(AOA)이 주요한 역할을 담당합니다. 초저온 전자 단층촬영(Cryo-ET) 분석을 통해 Nitrosocosmicus AOA의 세포 외곽에서 기존 AOA에서 관찰되는 S-레이어 구조가 존재하지 않음이 확인되었습니다.
Han S, Kim S, Sedlacek C J, Farooq A, Song C, Lee S, Liu S, Brüggemann N, Rohe L, Kwon M, Rhee S K & Jung M Y (2024) Adaptive traits of Nitrosocosmicus clade ammonia-oxidizing archaea. Mbio, 15(11), e02169-24.
마이크로결정 전자 회절(MicroED)을 이용한 대형 π-공액 분자의 구조 결정이 입증되었습니다. 용해도가 낮은 족집게(tweezer)-형 분자 고체를 반응 용기에서 직접 MicroED 분석에 사용하여 구조와 집합 모드를 규명하였습니다. 본 연구는 이러한 화합물의 구조 결정에 있어 MicroED의 효율성을 검증하였습니다.
Sugiyama H, Watanabe K, Song C, Murata K & Segawa Y (2024) Structure Determination of Tweezer-shaped π-Extended Tetraphenylenes without Recrystallization by Microcrystal Electron Diffraction. Chemical Letters 53, upae192.
메두사바이러스(Medusavirus)는 Mamonoviridae 과에 속하는 거대 바이러스로, 감염된 아메바는 성숙한 비리온(virion)뿐만 아니라 미성숙 입자도 방출합니다. 그러나 바이러스 성숙 과정에서의 캡시드 구조는 아직 밝혀지지 않았습니다.
본 연구에서는 Cryo-EM 단일입자 분석(single particle analysis)에서 블록 기반 재구성(block-based reconstruction) 기법을 적용하여 7–10 Å 해상도의 구조를 규명하였다
Watanabe R, Song C, Takemura T & Murata K (2024) Subnanometer structure of medusavirus capsid during maturation using cryo-electron microscopy. J Virol 98(9), e0043624.
항암 치료용 IgG인 Rituximab을 phase plate(위상판) 단일입자 Cryo-EM으로 분석하여 용액 내 구조적 형태를 조사하였습니다. 이를 통해 IgG의 구조적 다양성을 밝혔으며, 위상판이 작은 비대칭 단백질의 Cryo-EM 분석에 유용함을 증명하였습니다. Volta phase plate가 아닌 Zernike phase plate (위상판에 구멍이 있는 구조)를 사용한 역사적으로 마지막 논문이 될거라 생각됩니다.
Lin SSY, Kato T, Namba K, Hosogi N, Song C, Murata K, Yen CH, Hsu TL, Wong CH, Wu YM, Tu IP & Chang WH (2024) Use of phase plate cryo-EM reveals conformation diversity of therapeutic IgG with 50 kDa Fab fragment resolved below 6 Å. Sci Rep 14, 14079.
Enterococcus hirae의 vacuolar-type ATPase (EhV-ATPase)는 Na⁺ 수송을 수행하고 비정축적(off-axis) 로터를 가지는 독특한 V-ATPase 변형체입니다. ATP를 이용해 EhV-ATPase 복합체를 활성화하고, Cryo-EM 단일입자 분석을 통해 총 여섯 개의 구조 상태를 규명하였습니다.
Burton-Smith RN, Song C, Ueno H, Murata T, Iino R & Murata K (2023) Six states of Enterococcus hirae V-type ATPase reveals non-uniform rotor rotation during turnover Comm Biol 6, 755.
네게바이러스(Negeviruses)는 곤충을 감염시키는 최근 발견된 바이러스로, 몇몇 식물 바이러스와 계통적으로 관련이 있습니다. 이들은 타원형 코어(elliptical core)와 짧은 돌기(short projection)를 가진 독특한 비리온 구조를 갖습니다. 네게바이러스 계열의 하나인 Tanay virus (TANAV)를 Cryo-EM 단입입자 분석으로 처음으로 분석하였습니다.
Okamoto K, Song C, Wang H, Sakaguchi M, Chalkiadaki C, Miyazaki N, Nabeshima T, Morita K, Inoue S & Murata K (2023) Structure and its transformation of elliptical nege-like virus Tanay virus. J Gen Virol. 104(6), 001863
미토파지는 선택적 미토콘드리아 분해를 통해 미토콘드리아 항상성 유지에 중요한 역할을 합니다. 미토파지 과정에서, 미토콘드리아는 오토파고좀(autophagosome)에 의해 포섭되기 위해 분열이 필요하지만, 기존의 미토콘드리아 분열 인자인 Dnm1(DNM1L/Drp1)은 미토파지에 필수적이지 않다. 본 연구에서는 효모에서 미토파지에 필수적인 새로운 미토콘드리아 분열 인자 Atg44를 확인하였으며, 이를 미토피신(mitofissin)이라 명명하였습니다. S. cerevisiae WT와 atg44Δ 세포를 수집하여 FIB-SEM 에 의한 Volume imaging을 수행하였습니다.
Fukuda T, Furukawa K, Maruyama T, Yamashita SI, Noshiro D, Song C, Ogasawara Y, Okuyama K, Alam JM, Hayatsu M, Saigusa T, Inoue K, Ikeda K, Takai A, Chen L, Lahiri V, Okada Y, Shibata S, Murata K, Klionsky DJ, Noda NN & Kanki T (2023) The mitochondrial intermembrane space protein mitofissin drives mitochondrial fission required for mitophagy. Mol Cell 83(12), 2045-2058.e9.
Ostreococcus tauri는 광합성의 빛 수확 시스템 연구에 활용되는 모델 녹조류입니다. 본 연구에서는 저조도 환경에서 PSI 초복합체 구조를 Cryo-EM 단일입자를 활용하여 분석하여, LHCI 및 Lhcp와 결합해 광흡수 능력을 확장함을 확인하였습니다.
Ishii A, Shan J, Sheng X, Kim E, Watanabe A, Yokono M, Noda C, Song C, Murata K, Liu Z & Minagawa J (2023) The photosystem I supercomplex from a primordial green alga Ostreococcus tauri harbors three light-harvesting complex trimers. Elife 12, e84488.