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학술웨비나 APACE: AlphaFold2의 고성능 컴퓨팅 최적화를 통한 단백질 구조 예측 가속화 프레임워크 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA.] APACE(AlphaFold2 and advanced computing as a service)는 고성능 컴퓨팅 플랫폼에서 AlphaFold2를 최적화하여 대규모로 실행할 수 있도록 설계된 컴퓨팅 프레임워크입니다. 이 프레임워크는 TB 크기의 AI 모델과 데이터베이스를 효율적으로 처리합니다. 우리는 Delta와 Polaris 슈퍼컴퓨터에서 APACE를 사용하여 다양한 단백질의 구조 예측을 가속화했으며, 300개의 NVIDIA A100 GPU에서 200개의 앙상블을 분산시켜 APACE가 며칠 걸리던 시간을 몇 분으로 단축할 수 있음을 보여주었습니다. 이 프레임워크는 자동화된 대규모 발견을 가능하게 하기 위해 자율 실험실과 쉽게 연계될 수 있습니다. APACE의 주요 최적화 중 일부는 CPU와 GPU 계산의 효율성을 향상시키기 위해 구현되었습니다. CPU 최적화의 경우, 여러 MSA 검색 도구와 템플릿 검색 도구에 대해 16개의 CPU 코어를 할당하여 병렬 처리를 통해 성능을 크게 향상시켰습니다. 또한, 데이터셋을 SSD로 이전하여 데이터 검색 시간을 최소화하고, IME를 활용해 SSD 캐시에 데이터 파일을 사전 스테이징했습니다. 이러한 최적화는 MSA 계산의 속도를 크게 향상시켰습니다. GPU 최적화의 경우, Ray 라이브러리를 사용하여 다중 GPU 병렬화를 통해 AlphaFold2/APACE가 모델 앙상블의 각 예측을 독립적인 GPU에 할당하여 구조 예측을 가속화했습니다. 또한, 모델 예측 후 각 구조의 이완 과정을 병렬화하여 처리 시간을 단축했습니다. 결론적으로, APACE는 AlphaFold2의 강력함과 정확성을 유지하면서도 슈퍼컴퓨팅을 활용하여 며칠에서 몇 분으로 통찰 시간을 단축하는 프레임워크를 제공합니다. 이를 통해 데이터 저장 및 스테이징의 효율적인 사용, CPU 및 GPU 계산의 최적화, 그리고 단백질 구조의 다양한 형태 예측을 가능하게 하는 과학 소프트웨어 개발을 이루었습니다. 이러한 도구들은 과학적 발견을 자동화하고 가속화하기 위해 로봇 실험실과 쉽게 연계될 수 있습니다.
  • 2024년 09월 27일 (금) 오전 10시
  • 박현 (University of Illinois at Urbana-Champaign, 현 Absci)
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학술웨비나 간세포 (Hepatocyte) 내 Hedgehog 신호 결핍으로 인한 노화 관련 분비체의 대사관련 간질환(MASLD) 촉진 [J. Clin. Invest.] 노화된 간세포의 축적은 대사관련 간질환(MASLD)의 중증도와 상관관계는 있지만, 노화를 유도하는 메커니즘과 그것이 MASLD를 어떻게 악화시키는지는 밝혀지지 않았습니다. Hedgehog 신호 전달을 결핍시키기 위해 Smoothened (Smo)를 제거하면 간세포 (hepatocyte)가 노화된다는 사실을 밝혀낸 바 있습니다. 따라서 본 연구팀은 Smo 결핍 간세포의 분비체가 노화를 지속시켜 MASLD 진행을 촉진하는지 여부를 확인하고자 하였습니다. RNA 시퀀싱 분석을 통해 MASLD 간의 간세포 집단에서 Smo(+) 세포가 감소하고 노화된 세포가 증가한다는 사실을 확인했습니다. High fat을 먹인 Smo(-) 마우스는 항산화 표지가 낮고, Smo(+) 마우스보다 더 심각한 DNA 손상, 노화, MASH 및 간 섬유화를 겪었습니다. Smo(-) 마우스의 혈청과 간세포 배양액에서는 미토콘드리아의 기능을 유지시키는 단백질인 티미딘 인산화효소 (Thymidine phosphorylase, TP)가 감소하였습니다. Smo(-) 간세포에 TP를 처리하였을 때, 노화와 지방 독성이 감소하였으며, Smo(+) 간세포에서 TP를 억제하면 반대의 효과가 나타나 노화, MASH 및 섬유화가 high fat을 먹인 마우스에서 악화되었습니다. 따라서, 본 연구팀은 간세포에서 Hedgehog 신호를 억제하면 지방 독성 및 노화를 완화하는 단백질 생산이 억제되어 MASLD가 촉진된다는 것을 발견하였습니다.
  • 2024년 10월 10일 (목) 오전 10시
  • 전지혜 (Duke University)
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학술웨비나 위암의 악성화에 중요한 역할을 하는 단백질 메틸화 현상 연구 [Nature] 암세포는 빠른 성장을 위해 많은 단백질 합성량을 필요로 합니다. 이번 연구에서는 lysine methyltransferase, SMYD5에 의한 ribosomal protein L40의 methylation (rpL40K22me3) 이 위암세포의 단백질 합성을 조절하여 위암의 악성화 진행을 촉진한다는 것을 밝혔습니다. 또한, 위암 세포주에서 SMYD5-rpL40K22me3 신호를 억제하면 단백질 합성이 억제되어 종양 유전자의 발현이 약화된다는 결과를 보였습니다. 한편, 가족성 및 산발성 위암 마우스 모델에서 SMYD5 가 제거됐을 때 복막 전이를 포함한 전이성 위암의 진행이 억제되는 것을 확인했습니다. 마지막으로 SMYD5 와 함께 PI3K/mTOR 표적 치료와 CAR-T 면역치료를 결합했을 때, 우리가 만든 전이성 위암 마우스 모델에서 위암이 치료된 것을 확인했습니다. 이번 세미나에서는 SMYD5 의 특이적 기질을 찾는 과정과 위암에서의 병리학적 역할에 대해서 발표 드리겠습니다.
  • 2024년 10월 08일 (화) 오후 02시
  • 박주형 (Stanford University)
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기업웨비나 자동화 세포배양 시스템을 통한 세포치료제 생산 공정 [JCBIO] 본 웨비나에서는 TerumoBCT사의 자동화 세포배양기와 세포치료제 개발 생산과정을 효율적으로 진행할 수 있는 자동화된 Workflow에 대해서 소개드릴 예정입니다. 이번 웨비나를 통해 세포치료제의 개발, 생산 과정을 더욱 효율적으로 진행할 수 있는 기회가 되었으면 합니다.
  • 2024년 09월 25일 (수) 오후 02시
  • 이수형 (JCBIO)
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기업웨비나 CRISPR 기술의 다양하고 효율적 접근 방식 [VectorBuilder] CRISPR 접근 방식에 대한 선택의 범위와 복잡성이 계속 증가하고 있으며 어떤 접근 방식과 도입이 가장 적합한지 아는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. VectorBuilder는 in vitro 및 in vivo내 시스템 모두에서 CRISPR 구성 요소의 바이러스 및 비바이러스 전달을 위한 접근 방식을 개발하고 최적화했습니다. 렌티바이러스 패키징, mRNA 생산 및 캡슐화, RNP/donor vector electroporation의 효율성을 높여 CRISPR 구성 요소를 더욱 역동적이고 강력하게 전달할 수 있습니다. 이를 통해 연구자는 시간과 비용 효율적인 방식으로 연구 문제를 가장 잘 해결하는 CRISPR 접근 방식을 선택 및 활용할 수 있습니다.
  • 2024년 09월 25일 (수) 오전 10시
  • Samhitha Raj (VectorBuilder)
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기업웨비나 전임상 바이오 이미징 기법 – 광학생체영상, X-ray CT영상 [Revvity] In vivo 광학영상은 생체발광 영상과 형광 영상을 이용하여 실험동물 내 다양한 분자단위 현상을 정량적으로 측정할 수 있는 바이오이미징 기법입니다. IVIS광학 생체영상 장비는 동물을 희생시키거나 수술과 같은 방법을 거치지 않고 생체 내에서 개발중인 치료약의 효과나 질병 기작을 밝히는데 사용할 수 있는 이미징 장비입니다. 다중 형광과 발광 이미지를 모두 촬영하는데 있어 최상의 시스템이며 고감도로 암전이 추적, 암 조직에서의 혈관형성, 활성산소, 단백질 분해 효소 활성 변화 등을 이미징 할 수 있습니다. 뿐만 아니라 면역학, 병원균성 질병, 생체대사, 비만, 신경학, 심장학, 독성학, 약효평가연구, 줄기세포 치료제 연구, 식물학 등 다양한 연구에 활용하여 이를 이미징화 함으로써 연구 및 평가하는데 있어 없어서는 안되는 장비가 되었습니다. 높은 투과율을 가진 전자기파인 X-ray를 이용한 micro CT이미징 기법은 다양한 소동물이나 소재 및 물체들의 내부 구조 및 그 형태를 확인할 수 있습니다. 3차원 x-ray 이미지의 단면 데이터로부터 형태 및 밀도 분석이 가능하여 질환에 따른 관절형태, 폐 부피 및 섬유화와 같은 해부학적 변화를 이미지로 추적할 수 있는 이미징 기법입니다. 오늘 발표에서는 광학생체영상과 x-ray CT 이미징 기법의 원리와 활용을 알아보고 각 이미징 기법을 함께 활용한 예시를 통해 다중 이미징의 장점에 대해 알아보고자 합니다.
  • 2024년 09월 24일 (화) 오후 02시
  • 채지수 (Revvity)
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기업웨비나 CAR발현 검출을 위한 혁신적인 항체 [Cell Signaling Technology] Detecting CAR Expression with Versatile, Innovative Antibodies - CAR발현 검출을 위한 혁신적인 항체 Chimeric Antigen Receptor (CAR)-T cell therapy is a highly innovative form of immunotherapy that has proven to be successful in the treatment of B cell malignancies and multiple myeloma. As this treatment modality continues to evolve toward the targeting of novel tumor antigens and engineering of CAR constructs that enhance cell persistence, there is a need for reagents that can be leveraged to selectively interrogate multiple aspects of CAR-T cell biology. In this webinar, we will highlight two highly versatile recombinant rabbit monoclonal antibodies raised against the Gly4Ser and Whitlow/218 peptide linkers, which are commonly integrated into single-chain variable fragment (scFv)-based CARs. These antibodies can be leveraged for flow cytometry-based CAR detection, bead-based CAR-T cell enrichment, and selective activation of CAR transduced cells. CAR-T 세포 치료는 B 세포 악성 종양 및 다중 골수종 치료에 성공적인 것으로 입증된 매우 혁신적인 형태의 면역 치료입니다. 이 치료 방식은 새로운 종양 항원의 표적화와 세포 지속성을 향상시키는 CAR 구조의 엔지니어링을 향해 계속 발전함에 따라, CAR-T 세포 생물학의 여러 측면을 선택적으로 탐구하는 데 활용될 수 있는 시약이 필요합니다. 이 웨비나에서는 scFv기반 CAR에 일반적으로 통합되는 Gly4Ser(G4S) 및 Whitlow/218 linker에 대해 생성된 다용도의 rabbit mAb와 관련 제품에 대해 말씀드리겠습니다. 이러한 항체는 유세포 분석 기반 CAR 검출, bead 기반 CAR-T 세포 enrichment 및 CAR transduced cell의 선택적 활성화에 활용될 수 있습니다. • CST Car Linker (Gly4Ser 및 Whitlow/218) • CAR 관련 제품 소개 • Q&A session
  • 2024년 09월 26일 (목) 오전 10시
  • Amrik Singh (Cell Signaling Technology)
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기업웨비나 SomaScan Assay와 SomaSignal Test를 활용한 바이오마커 발굴과 임상 적용 사례 [Somalogic] SomaScan® Assay는 차세대 Proteomics 플랫폼으로 High-plex(인간 프로테옴의 절반 이상 측정 - 11,000개 단백질), High-throughput(빠른 속도), High sensitivity(고농도 및 저농도 단백질)를 모두 가진 유일한 Proteomics의 플랫폼 입니다. 이 최첨단 기술은 바이오마커 발견부터 임상 및 진단 방법에 이르기까지 매우 특이적이고 재현성이 높은 단백질 정량 도구를 제공하는 SOMAmer®(Slow Off-rate Modified Aptamer) 를 통해 구현됩니다. SomaLogic 기술의 다섯 가지 주요 특징은 high specificity(광범위한 시약 특성화 및 검증을 통해 구동됨), wide dynamic range(fM~μM)를 통한 high sensitivity, high reproducibility(플레이트 간CV 5%), 다양한 샘플 유형 및 강력한 Data normalization(Core sample type 유형에는 데이터 브리징이 필요하지 않음)입니다. 이런 장점으로 인하여 SomaScan 은 많은 대규모 코호트 연구에 사용되기도 했으며, 빅파마들도 전임상과 임상에 적극적으로 적용하여 활용하고 있습니다. SomaScan® Assay와 여러 임상 평가(LDT 및 RUO)를 제공하는 SomaSignal® Test(SST)에 이르기까지 강력한 SomaLogic의 새로운 Omics 툴은 고유한 광범위한 중요한 질병 및 상태에 걸쳐 약물 발견, 전임상 및 임상 약물 개발, 임상 진단을 위해 이전에 확인되지 않은 바이오마커를 발견하기 위한 도구입니다. 이 세션에서는 전임상 및 임상 개발 환경에서 SomaScan® Assay 및 SomaSignal® Tes® 실제 적용 사례오 활용도에 대하여 이야기를 나눌 예정입니다.
  • 2024년 09월 26일 (목) 오후 02시
  • 서주헌 (Somalogic)
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학술웨비나 박테리오파지를 이용한 기능성 소재의 생체모방 설계 및 조립 [Nano Lett.] 생체나노과학은 분자 수준에서 나타나는 놀라운 특성들을 밝혀내며 다양한 분야에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 그러나 나노과학을 현실에 적용하는데는 스케일과 관련된 큰 문제들이 남아있습니다. 자연에서 생성된 물질들은 계층적인 구조를 이루며, 나노미터에서 미터수준에 이르는 다양한 스케일에서 기능을 발휘합니다. 자연에서 영감을 받아, 우리는 생체모방 재료 설계와 조립을 통해 나노과학의 공학적 문제들을 해결하고자 합니다. 이번 발표에서, M13 박테리오파지(파지)를 이용한 생체모방 소재 설계와 다중 스케일 기능성을 소개하고자 합니다. 파지는 유전자 조작과 정렬을 통해 프로그래밍 가능한 표면 특성과 상호작용을 구현할수 있는 안전하고 다재다능한 플랫폼입니다. 파지의 능력을 활용하여, 우리는 구조적 조직 공학 소재와 지속 가능한 화학적 분리 시스템을 개발하였습니다. 이번 발표에서는 생체모방 설계와 조립이 어떻게 복잡한 조직공학소재를 만들어내고, 친환경적인 분리시스템을 구축할수 있는지 설명드리겠습니다
  • 2024년 09월 23일 (월) 오전 11시
  • 채인석 (University of California, Berkeley)
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학술웨비나 담도암 환자에서 면역관문억제제의 잠재적 바이오마커로서 종양 침윤 림프구에 대한 인공지능 기반 공간 분석 [Clin. Cancer Res.] 최근 진행성 담도암 환자에서 항 PD-1/L1 면역관문억제제와 세포독성 화학요법의 병합 치료가 효과를 보였으나 아직 그 바이오마커는 확립되지 않았음. 환자에 대한 치료방법의 선택지가 늘어나는 것 만큼 중요한 것은 이 치료제가 적용될 환자군을 예측할 수 있는 신뢰성 있는 바이오마커를 발굴하는 것임. 종양 침윤 림프구는 종양 미세환경에서 면역 반응을 직접적으로 반영하는 중요한 요소로, 면역관문억제제의 치료 효과를 예측하는 데 있어 유망한 바이오마커로 주목받고 있음. 서울아산병원에서는 항 PD-1으로 치료받은 진행성 담도암 환자의 수술 및 생검 검체에서 종양 침윤 림프구를 평가함. 전통적인 광학현미경적 병리 진단의 한계를 극복하고자, 디지털 병리학의 발전된 기술인 인공지능 기반 면역 표현형(AI-IP) 분석을 사용하여 종양 침윤 림프구 공간 분석을 활용하였음. 2차 이상 치료제로 항 PD-1 치료를 받은 진행성 BTC 환자 339명의 치료 전 H&E 슬라이드 이미지를 AI-IP 분석과 항 PD-1의 효능 결과 간의 상관관계 분석에 활용하였음. 또한, TCGA의 담도암 코호트 데이터와 이미지를 추가로 분석하여 담도암에서 다양한 AI-IP의 전사체 및 돌연변이 특성을 평가하였음. 이를 분석하여 inflammed, immune-excluded, immune-desert 면역형을 분류하였고, 그 결과 염증성 면역형 그룹이 비염증성 그룹에 비해 전반적인 반응률, 무진행 생존율, 그리고 전체 생존율에서 유의미하게 더 높은 결과를 보임. 디지털 병리학을 활용한 인공지능 기반 분석은 전통적인 병리학적 평가의 정확성을 높이고, 담도암 환자에서 면역관문억제제 치료 반응을 예측할 수 있는 잠재적 바이오마커로서의 가능성을 제시함.
  • 2024년 10월 07일 (월) 오전 10시
  • 신진호 (울산대학교 의과대학, 서울아산병원)
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