* 이 글은 국가 바이오 데이터 스테이션(Korea BioData Station, K-BDS)에 등록되어 있는 데이터가 많이 활용될 수 있도록 등록자분들이 작성해 주신 원고를 옮긴 것입니다. 국가 바이오 데이터 스테이션(Korea BioData Station, K-BDS : K-BDS 바로가기)은 2022년 12월에 정식 오픈한 바이오 연구데이터 통합 수집‧제공 서비스입니다. K-BDS는 국내 연구자분들이 국가 바이오 R&D를 통해 생산한 데이터를 수집하여 다른 연구자에게 제공해 드리고 이를 통한 바이오 연구 활성화를 목적으로 합니다. 데이터를 등록해 주신 연구자 분들이 직접 작성해 주신 보다 생동감 넘치는 소개글을 통해 많은 연구자분들에게 활용될 수 있도록 알리고자 BRIC에도 연재하고자 합니다. 소개되는 데이터는 하단의 링크를 통해 접근하실 수 있습니다. 연구과제를 수행하시면서 생산된 다양한 바이오 데이터(유전체, 단백체, 대사체, 이미지, 화합물 등)를 K-BDS에 등록하시고 등록하신 데이터 또는 관련연구에 대한 소개해주실 분들을 애타게 찾고 있으니, 많은 참여 부탁드립니다
Chromatin-Tuning 인자 FOXD2에 의한 인핸서 조절과 대장암 억제의 새로운 패러다임 규명
작성자 : 이화여자대학교, 노태영
이번 연구에서는 장 상피 세포의 분화와 항상성을 조절하는 전사인자 FOXD2의 기능적 역할을 다층적 유전체 데이터로 통합적으로 규명하였습니다. 대장에서 발현되는 FOXD2의 기능을 연구하기 위하여 전사체, 후성유전체(ChIP-Seq 데이터 (H3K4me3, H3K27ac, H3K4me1 등), ATAC-Seq 데이터, HiChIP 데이터를 생산하였고 다중오믹스 통합 분석을 통하여 FOXD2가 인핸서(enhancer) 활성에 직접적으로 관여하며, 특정 염색질 구역의 접근성과 구조를 재조정하는 기능을 수행함을 규명하였습니다.
이러한 결과는 FOXD2가 단순한 전사인자(transcription factor)를 넘어, 염색질 상태를 세밀하게 ‘조율(tune)’하는 chromatin-tuning factor로 작용하여 대장 성체 줄기세포의 분화와 항상성에 중요한 역할을 함과 동시에 암 억제 유전자들의 발현 조절을 통해 대장암을 억제하는 기전을 최초로 밝혔다는 점에 있어 의의가 있습니다.

본 연구에서 규명한 FOXD2의 chromatin-tuning 기능은 염색질 구조의 동적 조절이 세포 정체성과 종양 억제 기능을 유지하는 핵심 메커니즘임을 보여줍니다. 이 발견은 향후 다양한 후속 연구의 기반으로 활용될 수 있습니다.
첫째, 염색질 조절인자(Chromatin-tuning factors)의 체계적 발굴 연구로 확장될 수 있습니다. FOXD2가 enhancer 활성과 구조적 리모델링에 관여하고 있음을 보인 만큼, 향후 유사한 기능을 가지는 다른 전사인자 또는 조절 단백질을 AI 기반 multi-omics 분석을 통해 발굴함으로써, 세포 유형별 혹은 질환 특이적 chromatin regulator 네트워크를 구축할 수 있을 것입니다.
둘째, 장 오가노이드(organoid) 및 in vivo 모델을 이용한 기능적 검증 연구에 적용할 수 있습니다. FOXD2 조절 축을 인위적으로 조절하여 장 상피 줄기세포의 분화 경로나 재생능력을 제어한다면 염증성 장질환(IBD)이나 대장암 재발 억제 연구로의 응용 가능성을 모색할 수 있습니다.
셋째, FOXD2의 chromatin-tuning 메커니즘은 암 억제 유전자 발현 복원에 기반한 신개념 치료 전략 개발로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, FOXD2 활성을 모사하거나 강화할 수 있는 소분자 약물을 개발할 수 있다면 기존 항암제와 차별화된 후성유전적 치료법을 제시할 수 있을 것입니다.
마지막으로, FOXD2 연구에서 확립된 분석 플랫폼은 다른 장기(간, 폐, 췌장 등)에서도 조직 특이적 chromatin-tuning factor를 규명하는 데 응용될 수 있습니다. 이는 장기별 세포 운명 결정과 질환 발생의 근본 원리를 이해하는 데 기여하며, 전사-후성유전 네트워크의 통합적 이해를 통한 정밀의학 구현이라는 장기적 목표로 이어질 수 있습니다.
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<사사 표기 방법 예시>
(국문) “본 연구에서 생산된 데이터는 국가 바이오 데이터 스테이션(K-BDS, https://kbds.re.kr)에 KAP220170 번호로 등록되었습니다.”
(영문) “This data from this study is available under the accession number KAP220170 at the Korea BioData Station(K-BDS, https://kbds.re.kr)”
K-BDS 인용 시
Lee B, Hwang S, Kim PG, Ko G, Jang K, Kim S, Kim JH, Jeon J, Kim H, Jung J, Yoon BH, Byeon I, Jang I, Song W, Choi J, Kim SY. Introduction of the Korea BioData Station (K-BDS) for sharing biological data. Genomics Inform. 2023 Mar;21(1):e12. doi: 10.5808/gi.22073. Epub 2023 Mar 31. PMID: 37037470; PMCID: PMC10085736.
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#대장암 #FOXD2 #다중오믹스

작성자 : 이화여자대학교 노태영 교수님