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차세대 백신기술 동향
김선형, 정희진(홍익대학교)

후천면역의 분자기전이 점차 명확해짐에 따라 개발 초기에는 경험적으로 사용되었던 백신의 작용기작이 해명되고 있으며, 효과적... 후천면역의 분자기전이 점차 명확해짐에 따라 개발 초기에는 경험적으로 사용되었던 백신의 작용기작이 해명되고 있으며, 효과적으로 다양한 질병을 예방할 수 있는 신개념 백신이 개발되고 있다. 더욱이 최근 전 세계적으로 영향을 미치고 있는 COVID-19에 대한 백신이 개발되어 일반인들의 관심 또한 점차 높아지고 있다. 본고에서는 18세기에 처음으로 적용된 사례를 시작으로 현재까지 개발되어 발전되고 있는 다양한 백신의 작용 원리 및 장단점, 그리고 적용 예 등을 기술한다. 현재 사용되고 있는 백신의 개발 기술을 소개하며, 차세대 백신 기술 및 앞으로의 나아가야 할 방향에 대해 고찰한다.
- 2023.01.13.
- 조회수6766
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환자 맞춤형 오가노이드 기반 정밀 의료 플랫폼
김민서(㈜넥스트앤바이오, 고려대학교)

인체 내 암세포는 3차원 환경에서 성장하고 이웃 세포 또는 생체 외 기질과의 3차원적 결합을 통해 생존해 간다. 최근 3차원 배... 인체 내 암세포는 3차원 환경에서 성장하고 이웃 세포 또는 생체 외 기질과의 3차원적 결합을 통해 생존해 간다. 최근 3차원 배양 법을 통해 암세포를 암 조직으로 분화시킨 암 오가노이드로 배양할 수 있었다. 암 오가노이드는 2차원으로 배양된 암세포에서 볼 수 없었던 암 조직 내 세포들 간의 이질성(Intra tumor heterogeneity)을 보인다. 또한 각기 다른 환자들로부터 배양된 암 오가노이드들은 서로 다른 조직학적 특성을 보였으며, 각각의 오가노이드는 모체 암 조직만의 고유한 암특성을 그대로 유지하고 있었다. 암 오가노이드는 암의 또 다른 특징인 개별 간 이질성(Inter tumor heterogeneity을 보유한다는 것이 증명되었다. 그렇기 때문에 개별 환자에서 나타나는 약물의 반응성 또한 암 오가노이드에서 재현이 가능하다. 최근 소화기암을 대상으로 암 오가노이드의 약물 반응 예측성을 연구한 논문에 따르면 환자 유래 암 오가노이드는 100% 민감성, 93%의 특이성, 88%의 항암제 민감도 예측, 100%의 항암제 저항도 예측 능력을 보이기 때문에 개별 환자에서 보이는 표적 혹은 표준 치료제의 반응성을 보다 정확하게 예측할 수 할 수 있다고 보고되었다. 또한 암 오가노이드는 약물 스크리닝 과정에서 개별 환자 간 암의 유전적 배경과 약물 반응에 대한 연구에 이용될 수 있다. 동일 환자의 정상 조직도 함께 오가노이드로 배양할 수 있기 때문에 정상 세포들은 영향받지 않고 암세포들만을 선택적으로 죽일 수 있는 화합물을 스크리닝 하여 독성이 적은 약물을 개발하는데 이용할 수 있다. 게다가 암 조직을 구성하는 비종양세포들과 생체 외 기질과의 상호작용을 공배양 기법을 통해 재현하여 약물에 미치는 영향까지 연구가 가능하다. 본 연구동향에서는 암 오가노이드의 개별 환자 암의 고유 특성 반영 능력, 개별 항암제 반응 예측능에 대해 검토하고자 한다. 그리고 현재 오가노이드 모델의 한계와 이를 극복하기 위한 공학적 요소가 결합된 organoid-on-a-chip 기술에 대해 소개하고자 한다. 결론적으로 암 오가노이드는 개별 항암제 반응 및 약물의 상호작용을 연구할 수 있는 최적의 전임상 모델로, 약물 스크리닝 플랫폼에 적용하여 보다 임상의 약물 반응을 예측할 수 있고 임상에 적용가능한 약물을 개발하는데 유용하게 이용될 것이라 기대된다.
- 2022.12.29.
- 조회수10267
- 추천1
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인공지능(AI) 기술을 활용한 유전체 분석 동향
이시영(지니너스 주식회사)

인간의 유전정보를 해독하여 개인의 유전정보를 확인하고, 이에 따른 개인 맞춤형 설루션을 제공하는 정밀의료는 더 이상 미래의... 인간의 유전정보를 해독하여 개인의 유전정보를 확인하고, 이에 따른 개인 맞춤형 설루션을 제공하는 정밀의료는 더 이상 미래의 일이 아니게 되었다. 이미 많은 암환자들이 자신의 암 조직 정보에서 나오는 유전체 정보를 기반으로 가장 적합한 약물을 처방받는 시대가 열리게 되었고, 앞으로 이러한 처방의 종류는 더욱 세분화될 것이다. 또한 환자가 질병을 얻기 전 자신의 위험 요소들을 확인하여 대비할 수 있는 많은 진단 기술들이 확보되어 생명에 대한 연장에 크게 이바지할 것으로 사료된다. 이러한 미래를 만들어가는 기술의 근간으로 유전체 분석기술과 인공지능기술의 발달이 있다. 점차 인간이 활용할 수 있는 범위를 넘어서는 데이터의 축적이 이루어지고 있으며, 이를 활용하기 위해서는 머신러닝, 딥러닝 기술들의 활용이 필요하다. 데이터의 올바른 정제와 축적을 기반으로 인공지능 기술이 적절하게 도입된다면 현재까지 임상에서의 통찰력을 기반으로 한 연역적 연구 방식을 넘어 귀납적인 연구 방식을 통한 새로운 접근 법들이 다양하게 나올 것으로 기대한다.
- 2022.12.23.
- 조회수31835
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글로벌 바이오 투자 현황 - 유전자치료제 및 세포치료제
하자인(한독)

2020-21년에 증가했던 국내외 바이오 투자는 2022년에 들어서면서 주춤하다. 특히 국내 바이오 투자는 이전에 급격하게 증가했던... 2020-21년에 증가했던 국내외 바이오 투자는 2022년에 들어서면서 주춤하다. 특히 국내 바이오 투자는 이전에 급격하게 증가했던 만큼 빠르게 감소하고 있다. 이와 대조적으로 글로벌 바이오 업계에서는 계약 건이 감소하기는 했으나, 여전히 큰 규모의 투자가 이루어지고 있다. 본 리포트에서는 새로운 모달리티(modality)로 각광받는 유전자치료제와 세포치료제를 중심으로 2022년 상반기에 이루어진 투자를 정리해본다. 회사 인수, 그리고 모습을 드러낸 지 얼마 안 된 바이오 스타트업(start-up)에 대한 초기 투자를 통해 어떤 회사, 기술, 플랫폼, 그리고 전략이 떠오르고 있는지 살펴보고자 한다.
- 2022.11.25.
- 조회수9111
- 추천5
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단백질 시퀀스 정보를 벡터로 변환하는 방법(임베딩)에 대한 소개와 연구 동향
오세진(테라젠바이오)

단백질의 구조와 기능을 분류 및 예측을 하고 효과적인 디자인을 하는 것은 생명과학과 제약분야에서 중요한 문제이다. 하지만, ... 단백질의 구조와 기능을 분류 및 예측을 하고 효과적인 디자인을 하는 것은 생명과학과 제약분야에서 중요한 문제이다. 하지만, 단백질의 서열에서 3차원 구조를 예측하는 것은 인간이 수행하기에 대단히 복잡하여 단백질의 효과적인 설계 및 이용에 제한이 있었다. 따라서, 단백질의 특징을 기계학습을 통해 해결하려는 연구가 진행 중이다. 이런 과정의 가장 중요한 첫 단계는 단백질 서열을 기계가 학습 가능한 형태로 바꾸는 임베딩(embedding)이다. 효과적인 임베딩은 기계학습 모델에 영향을 주는 요소이며 어떻게 서열을 임베딩 할 것인가는 중요한 연구테마이다. 이번 동향리포트에선 단백질 서열을 디지털화하는 것을 크게 아미노산 인코딩과 단백질 서열 임베딩으로 나누었다. 아미노산 인코딩에선, 단백질의 물리화학 및 진화적 특징들을 어떻게 인코딩화 했는지를 소개한다. 다음으로, 단백질 서열 임베딩에선 자연어 처리(Natural language processing)에 사용되는 준지도 학습(semi-supervised learning)이 어떻게 적용되는지와 학습 및 평가에 사용되는 데이터를 소개하고자 한다.
- 2022.11.18.
- 조회수12180
- 추천3
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미토콘드리아 DNA 표적 소재의 연구 동향
박슬기, 이현지(한국생명공학연구원)

미토콘드리아는 세포의 호흡 및 에너지 대사에 필수적인 소기관이다. 미토콘드리아 내 존재하는 mtDNA에 돌연변이가 발생하면 세... 미토콘드리아는 세포의 호흡 및 에너지 대사에 필수적인 소기관이다. 미토콘드리아 내 존재하는 mtDNA에 돌연변이가 발생하면 세포의 호흡 및 에너지 대사에 결함을 초래한다. mtDNA 돌연변이가 원인이 되는 질환은 매우 다양하며 근육병증, 뇌병증, 청각 및 시각 이상 등 치명적인 증상을 야기한다. 이러한 질환은 대증요법 외에 마땅한 치료제 및 치료법이 없는데 mtDNA를 표적하기 위한 접근이 어렵다는 것이 연구에 가장 큰 원인이 되고 있다. 최근에 mtDNA를 표적으로 하는 다양한 염기교정기술이 보고가 되고 있다. 본 동향리포트에서는 이러한 mtDNA 표적 소재에 대한 동향을 나열하고 이를 바탕으로 한 미토콘드리아 DNA 돌연변이 치료제 개발에 대한 전망에 대해 다룬다.
- 2022.11.11.
- 조회수9338
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뇌 오가노이드 연구동향과 비즈니스 전망
임창임(자유 기고가)

아인슈타인은 “우리는 뇌가 가진 능력의 10퍼센트밖에 사용하지 않는다” 라고 했다. 뇌는 대뇌, 중뇌, 소뇌로 간단히 분류할 ... 아인슈타인은 “우리는 뇌가 가진 능력의 10퍼센트밖에 사용하지 않는다” 라고 했다. 뇌는 대뇌, 중뇌, 소뇌로 간단히 분류할 수는 있지만, 여러 세포와 주변 환경 등의 다양한 네트워크를 통해 기능은 복잡하기 그지없다. 현재 복잡하고 독특한 기능을 담당하는 뇌를 3차원적으로 모방하여 연구하기 위해 뇌 오가노이드를 제작하여 뇌의 발달, 감염병, 알츠하이머, 파킨슨 질환 및 교모세포종 등 질병의 기전 연구에 활용하고 있다. 본 동향에서는 뇌 오가노이드 국내외 연구 동향 및 국내 지식재산권 등을 조망하고, 관련 오가노이드 비즈니스 및 오픈 이노베이션은 무엇인지 간략히 살펴보고자 한다.
- 2022.11.04.
- 조회수12250
- 추천3
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인공 세포 연구의 최신 동향
성상현(서울대학교)

인공 세포는 자연적인 세포에 가까운 시스템을 인간이 직접 디자인하고 구현한다는 점에서 합성생물학의 최종 목표 중 하나라 할... 인공 세포는 자연적인 세포에 가까운 시스템을 인간이 직접 디자인하고 구현한다는 점에서 합성생물학의 최종 목표 중 하나라 할 만하다. 리처드 파인만이 얘기한, “내가 창조할 수 없는 것은 내가 이해할 수 없는 것이다”라는 말을 상기한다면, 생명 현상에 대한 진정한 이해에 도달하기 위해서 인공 세포의 실현은 피할 수 없는 길일지 모른다. 기초 생명과학뿐만 아니라 응용과학 분야에서도 인공 세포는 중요한 돌파구를 마련할 잠재력을 가지고 있다. 바텀-업 전략은 살아있지 않은 재료로 인공 세포를 조립해 나가는 것을 의미하고, 살아 있는 세포의 복잡성을 고려할 때 매우 어렵고 복잡한 전략이 될 가능성이 높다. 수십 년 동안 꽤 많은 진보가 있었지만, 아직까지는 인공 세포를 실질적으로 독립적인 생명 시스템으로 보기에는 어려운 단계이다. 고로 인공 세포 분야는 생명과학의 중요한 달 착륙 프로젝트로 볼 수 있고, 지금은 개별적이며 부분적인 성과를 즐겁게 누릴 시기일 수 있다. 본 글에서는 서로 다른 세포의 기능들을 모듈화하고 그들을 조합함으로써 인공 세포를 만드는 방법론을 전제로, 개별적인 모듈화의 성과를 주로 소개한다. 기본적인 세포의 기능 및 특징을 네 가지(대사, 에너지 공급, 성장, 소통)로 구분했고, 세부적으로는 더 많은 특성들을 논의하고자 했다. 모듈에 근거한 세포 구축 방법론은 인공 세포를 단순화하고 표준화하는 데 도움이 될 것으로 예상된다. 기본적인 세포의 특성을 갖추게 되면, 더 많은 모듈화 된 기능들을 추가함으로써 더 넓은 분야에 인공 세포를 적용할 수 있을 것이다.
- 2022.10.25.
- 조회수10839
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연구중심병원 R&D 사업 동향
이성현(고려대학교 구로병원)

인류의 기대수명이 늘어남에 따라 치료 중심에서 예방과 관리 중심으로 의료 패러다임이 변화하고 있으며, 또한 COVID-19 등 팬... 인류의 기대수명이 늘어남에 따라 치료 중심에서 예방과 관리 중심으로 의료 패러다임이 변화하고 있으며, 또한 COVID-19 등 팬데믹 발생이 이러한 의료환경 변화를 가속화시키고 있다. 이에 따라 바이오헬스 연구개발 분야가 사회에서 더욱 부각되고, 의료의 중심에 있는 ‘병원’이 해당 연구개발의 주체로 관심을 받고 있다. 기업과 대학 등이 중심이 되었던 기존 공동연구에서 더 나아가 병원이 추가되는 현상이 나타나고 있는데, 이러한 변화는 보건복지부가 연구중심병원 지정 및 육성 R&D 사업을 운영하였던 그간의 노력이 일정 부분 기여된 결과라고 볼 수 있다. 미국과 영국 등 주요국에서는 이미 병원의 연구 역할 강화를 위한 정책사업을 공통적으로 추진하고 있다. 2013년부터 시작된 우리나라의 연구중심병원(Research-driven Hospitals) 사업뿐 아니라 미국에서는 2006년부터 CTSAs (Clinical and Translational Science Award) 사업을, 그리고 영국은 2009년부터 AHSCs (Academic Health Science Centres) 사업을 통해 다양한 연구기관의 협력체계를 강화하여 병원 중심의 중개연구 및 기술사업화를 활성화하기 위해 노력하고 있다. 본 보고서에서는 현재 연구 핵심주체로 주목받고 있는 연구중심병원에 대하여 그 사업의 시작과 벤치마킹 모델 그리고 진행 중인 사업내용 등 그간 추진되었던 연구중심병원 R&D 사업 동향을 소개하며, 앞으로의 새로운 시대를 준비하는 연구중심병원을 기대해 보고자 한다.
- 2022.10.07.
- 조회수9970
- 추천3
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척수근위축증(Spinal Muscular Atrophy) 유전자로부터의 메시지
서준배(Cincinnati Children’s Hospital Medical Center)

척수근위축증을 일으키는 Survival of Motor Neuron 2 (SMN2) 유전자로부터 SMN 단백질 생산을 증가시키기 위한 여러 가지 방법... 척수근위축증을 일으키는 Survival of Motor Neuron 2 (SMN2) 유전자로부터 SMN 단백질 생산을 증가시키기 위한 여러 가지 방법이 연구됐다. 예를 들어, 전사(transcription) 증가, SMN2 유전자 엑손(exon) 7 스플라이싱(splicing) 조절, SMNΔ7 전사의 번역 판독 유도(translational read through), 그리고 SMN 단백질 안정성 증가 등이 있다. 현재까지 알려진 가장 효과적인 방법은 안티센스 올리고뉴클레오타이드(Antisense Oligonucleotides, ASO)를 통한 SMN2 유전자 엑손 7 스플라이싱 조절이다. ASO는 여러 방법을 통해 SMN2 유전자 엑손 7 스플라이싱에 영향을 미칠 수 있다. 입체 장애에 의한 트랜스액팅(transacting) 단백질 인자의 결합을 차단하고, RNA 분자 내에서 구조적 재배열을 일으킨다. ISS-N1 (intronic splicing silencer N1)을 표적으로 하는 ASO는 임상 전 연구에서 척수근위축증 치료에서 가장 좋은 효과를 나타냈다. ISS-N1을 타깃으로 해서 SMN2 유전자 엑손 7 포함을 촉진하는 ASO, SPINRAZA가 척수근위축증에 대한 약으로 미국 식약청(FDA)에서 최초로 승인되었다. 불치병으로 여겨졌던 척수근위축증이 SMN 유전자 스플라이싱에 대한 이해를 바탕으로 치료할 수 있었다. 이번 글에서는 SPINRAZA의 타깃인 ISS-N1의 발견이 이루어지는 과정과 그 후속 연구를 통해 ISS-N1과 관련된 메커니즘이 여러 다른 규제 요소에 의해서 복잡하게 영향을 받고 있음을 소개한다. 또한, 척수근위축증의 임상적 다양함으로 인해 SPINRAZA으로 고칠 수 없고, 그 효과가 미미한 환자들에 대한 대체 치료 가능성에 대해서도 언급한다. SMN 유전자에서 배운 교훈은 비정상적인 스플라이싱과 관련된 점점 더 많은 인간 질병에 대한 우리의 이해에 대한 독특한 통찰력을 제공할 것이다.
- 2022.09.16.
- 조회수5432
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