Daniel Lim Lab-Epigenetic determinants of neural stem cells

Lim lab을 소개합니다. UCSF에는 두개의 Lim lab 이 있는데요. 하나는 Mission Bay campus에 있는 Wendell  Lim lab이고 다른 하나는 Parnassus campus에 있는 Daniel Lim lab 입니다.  저희 랩은 생긴지 이제 3년 정도 밖에 안된 아주 젊은 랩입니다. 현재  4명의 포스트닥 (2명은 한국분) 3명의 lab tech, 3명의 대학원 생 (2명의 MD PhD 학생 포함)이 오손 도손 연구를 하고 있습니다. 랩의 특징은 평균 연령이 아주 어리다는 것과 (제가 평균연령을 올리고 있습니다 -.-;) 분위기가 아주 좋다는 것입니다. 특별한 일이 없으면 모두들 같이 점심을 먹고, 많은 소셜 활동을 같이 합니다. 한국 포스트닥 두명을 빼면 모두 미국인인 것이 특징이라면 특징 입니다.

저희 랩은Eli and Edythe Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research (휴…길다) 의 core lab으로 새로 지어 얼마전에 공식 오픈을 한 The Ray and Dagmar Dolby Regeneration Medicine Building에 위치를 하고 있습니다.  참고로 옥상의 정원에서 보는 샌프란시스코의 풍경은 아주 일품입니다.

PI는 Daniel A Lim MD PhD로 아주 젋은 PI입니다 (저랑 한살 차이라는….). Berkeley를 졸업하고, Cornell/Rockefeller MD PhD를 하였습니다. Neurosurgeon으로 샌프란시스코 VA hospital에 staff surgeon이기도 합니다. 그래서 일주일에 한번은 병원에서 직접 수술을 집도를 합니다. 나머지 시간은 주로 각종 미팅과 랩 멤버와의 디스커션으로 보냅니다. 그리고, Korean-American이라서 비록 한국에 한번도 가본 적은 없지만, 한국에 대해 관심이 많이 있습니다. 다방면에 관심도 많고, 사람들과 대화하기를 즐겨하는 아주 재미있는 분 입니다.

저희 랩의 주요 관심사는 아래에 영문으로 나와 있는데요 (PI 프로필에서 따옴). 요약을 하자면, 1) Adult Brain의 Subventricular Zone에 있는 Neural stem cell을 model로 하여 히스톤 메틸레이션이 neurogenesis에 어떤 영향을 주는가 2) neural stem cell에서 non-coding RNA의 역할3) 히스톤 메틸레이션과 Brain Tumor와의 관계 4) Mechanism of quiescence and activation of neural stem cells. 5) Human epilepsy and PTSD 등, 기초부터 translational research까지 모든 분야에 걸쳐 있습니다. 그리고 리서치 툴은 기본적인 분자 생물학부터 첨단 기술 (?)-예를 들면 ChIP, RNA-Seq, fluidigm 등 까지 다양하게 사용하고 있습니다.

For stem cells to make the multitude of cell types that comprise specific tissues, daughter cells need to express certain sets of genes while repressing others.  The maintenance of such lineage-specific transcriptional programs is in part regulated by chromatin structure – the “packaged” state of DNA with histone proteins.  Recently, we have shown that postnatal brain stem cells in mice require MLL1, a chromatin remodeling factor, for the generation of new neurons.  MLL1 is part of a family of enzymes that modifies chromatin to either activate or silence gene expression.   This so-called epigenetic modification can be passed on through cell division and thus live on as a kind of cellular memory of its fate.  MLL1 operates in part through the activation of a downstream gene, Dlx2, which was previously identified as important for neural cell fate.  Our data suggests that MLL1 activates Dlx2 expression by chemically modifying the chromatin at that locus, marking that gene for persistent expression.  Further investigation may reveal a broader epigenetic program that controls neural stem cell cell fate, and thus offer the means to control the generation of new neurons for therapy. 

The adult brain – including that of humans – harbors a population of neural stem cells in the subventricular zone (SVZ), a layer of cells founds along the walls of the cerebral ventricles.  Throughout life, neural stem cells in the rodent SVZ give rise to neuroblasts that migrate to the olfactory bulb where they differentiate into several types of interneurons.  The human brain also maintains a large pool of glial progenitor cells that give rise to oligodendrocytes and some astrocytes.  When isolated in culture, a small percentage of these progenitors can differentiate into neurons.  From human brain specimens obtained during resection for epilepsy, we are culturing both white matter progenitors and SVZ stem cells.  Using these human cultures with gain/loss-of-function gene strategies, we are investigating the role of specific chromatin remodeling factors in self-renewal, fate specification, and lineage fidelity.  In particular, we are interested in determining whether endogenous human glial progenitors or SVZ NSCs can be “programmed” for specific neural lineages by manipulating the epigenome.