SEEING MOLECULES IN LIVING CELLS

We watch the molecular motion picture of a cell

RESEARCH

Many revolutions in biology have been followed by breakthroughs in microscopy and chemistry.  
Our research program is aimed to explore new frontiers of optical microscopy that may drive new revolutions in our understandings of life. 

현미경은 생명과학의 비약적 발전의 견인차 역할을 해 왔습니다. 우리 실험실은 광학 현미경의 한계를 극복하는 새로운 분자와 현미경법을 연구합니다. 이를 통해, 세포 내 생체분자의 구조, 거동, 상호작용의 직접 촬영을 통하여 생명현상의 이해에 새로운 관점을 제시하고자 합니다.

SUPER-RESOLUTION FLUORESCENCE 
MICROSCOPY

The resolution limit of optical microscopy is shattered by super-resolution fluorescence microscopy, awarded 2014 Nobel Prize in Chemistry. We explore new venues of STORM (STochastic Optical Reconstruction Microscopy) including resolution down to nanometer, time window lasting days and color channels up to thousands. These advances may lay stepping stones for collecting big data of biological systems spanning multiple scales of space, time and molecules.

초고해상도 형광 현미경법은 빛의 파동성에 의한 광학적 해상도 한계를 극복하여 2014년 노벨 화학상을 수상했습니다. 우리 실험실은 단일분자 측정기술 기반의 STORM 현미경의 발전을 통하여, 세포내 분자의 구조와 동력학을 측정할 수 있는 방법을 개발합니다. 분자 크기에 준하는 수 나노미터의 공간해상도, 세포 생활주기만큼 긴 동영상 촬영시간, 세포 내 많은 종류의 분자를 구분할 수 있는 컬러 채널 확장 등을 연구/개발합니다. 

SUPER-RESOLUTION 
RAMAN
MICROSCOPY

In fluorescene microscopy, there remains the intrinsic spectral limit set by fluorescent probes. We pursue ways to achieve diffraction-unlimited resolution of vibrational microscopy such as Raman scattering. Since Raman spectral widths are much narrower than fluorescence, the spectral resolution can be vastly reduced. Our research will lay a stepping stone for achieving multiplexed, molecular-specific, molecular-resolution imaging tool.

형광현미경법은 넓은 스펙트럼 선폭에 의하여 분광 해상도에 한계를 가집니다. 우리 연구실에서는 라만과 같은 분자진동 기반의 초고해상도 현미경법을 개발하여 분광 해상도 한계를 극복하고자 합니다. 진동 스펙트럼의 선폭은 형광보다 현저히 좁기 때문에, 세포 내 다수의 분자들을 구분하는 멀티플렉스 이미징을 실현할 수 있을 것으로 기대합니다. 이를 통하여, 세포 내 종합적인 분자지도를 얻어, 공간 분해능을 지닌 오믹스 기술의 기반을 마련합니다.

SPATIAL 
SINGLE-CELL SYSTEMS BIOLOGY

Spatial transcriptomics and proteomics may revolutionize systems biology to access the spatial heterogeneity of molecular landscape. The current imaging-based methods in their infancy require new chemistry and microscopy tools  We develop a new combinatorial labeling chemistry and a new spectroscopic contrast of vibrationally excited fluorescence. These will enable us to map the comprehensive molecular landscapes of a cell.  

생체조직은 다양한 분자들의 공간상 분포와 상호작용을 통하여 생명활동을 조직합니다. 시퀀싱 등 전통적 오믹스 기술은 공간분해능이 부족하고, 이미징 기술은 동시 분석 분자수에 한계가 있어, 공간 정보와 분자 정보가 결합된 분석기술이 부재한 상태입니다. 우리 실험실에서는 표지법과 분광법의 연구개발을 통해 이미징 기반의 오믹스 기술을 발전시키고자 합니다. 이를 통하여 얻은 세포와 조직의 종합적인 분자지도는 정밀의료 플랫폼 기술로 활용될 수 있을 것입니다.