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페롭토시스를 통한 노화의 대사 이상 관련 지방성 간질환 촉진 [Nature Aging]

노화로 인한 생물학적 민감성은 개인마다 장기마다 다릅니다. 저희는 젊거나 나이 많은 쥐의 간세포 전사체를 분석하여 노화 간세포 ... 노화로 인한 생물학적 민감성은 개인마다 장기마다 다릅니다. 저희는 젊거나 나이 많은 쥐의 간세포 전사체를 분석하여 노화 간세포 유전자 시그니처를 생성하였습니다. 이를 이용하여 인간과 대사 이상 관련 지방성 간질환이 있는 생쥐의 전사체 데이터를 분석하고, 쥐의 기능적 연구를 통해 시그니처를 전사체에 적용했습니다. 저희는 이 시그니처가 퇴화와 동시에 간질환을 촉진한다는 것을 발견했습니다. 또한, 이 시그니처에는 페롭토시스를 조절하는 유전자가 포함되어 있습니다. 나이 든 쥐는 대사 스트레스를 유발하는 식이를 섭취했을 때 어린 쥐보다 간세포의 페롭토시스와 퇴화가 더 많이 발생합니다. 이때 페롭토시스를 억제하면 늙은 쥐의 간 전사체가 어린 쥐의 간 전사체로 이동하며 노화로 인해 악화된 간을 되돌린다는 것을 발견하였습니다.
- 일시
  
  2024년 09월 09일 (월) 오전 11시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 20분
- 연사
  
  전지혜(Duke University)
  전지혜(Duke University) 전지혜(Duke University)
- 약력
  
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RNA의 변형을 통한 미토콘드리아 이중나선 RNA 조절 [Mol. Cell.]

미토콘드리아는 세포 에너지 생산을 비롯하여 선천성 면역 시스템에서도 중요한 역할을 합니다. 미토콘드리아 유전체에서 생성된 긴 ... 미토콘드리아는 세포 에너지 생산을 비롯하여 선천성 면역 시스템에서도 중요한 역할을 합니다. 미토콘드리아 유전체에서 생성된 긴 이중나선 RNA (mt-dsRNA)는 세포 스트레스 환경에서 세포질로 누출되어 면역반응을 유발하지만, 어떻게 mt-dsRNA가 조절되는지에 대해서는 알려진 바 없었습니다. 이번 연구에서는 미토콘드리아 RNA 결합 단백질을 대상으로 한 CRISPR 스크리닝을 활용하여 mt-dsRNA의 발현을 조절하는 인자를 찾고자 하였습니다. 미토콘드리아 RNA의 3 끝에 형성된 5-메틸시토신은 이를 인지 및 분해하는 단백질들을 불러모아 RNA 분해를 촉진하는 것을 처음으로 확인하였습니다. 이를 통해 세포는 RNA 변형을 통해 미토콘드리아 RNA의 안정성을 조절함으로써 자가 면역을 유발하는 mt-dsRNA의 형성을 억제한다는 것을 밝혔습니다.
- 일시
  
  2024년 09월 12일 (목) 오전 10시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  김수진(KAIST, 현 Boston Children's Hospital)
  김수진(KAIST, 현 Boston Ch...) 김수진(KAIST, 현 Boston Children's Hospital)
- 약력
  
  PDF (79 KB)
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박테리오파지를 이용한 기능성 소재의 생체모방 설계 및 조립 [Nano Lett.]

생체나노과학은 분자 수준에서 나타나는 놀라운 특성들을 밝혀내며 다양한 분야에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 그러나 나노과학... 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
- 일시
  
  2024년 09월 23일 (월) 오전 11시
- 진행
  
  발표 40분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  채인석(University of California, Berkeley)
  채인석(University of Calif...) 채인석(University of California, Berkeley)
- 약력
  
  PDF (354 KB)
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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 ... 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.
- 일시
  
  2024년 09월 27일 (금) 오전 10시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 20분
- 연사
  
  박현(University of Illinois at Urbana-Champaign, 현 Absci)
  박현(University of Illin...) 박현(University of Illinois at Urbana-Champaign, 현 Absci)
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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 ... 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.
- 일시
  
  2024년 10월 07일 (월) 오전 10시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 20분
- 연사
  
  신진호(울산대학교 의과대학, 서울아산병원)
  신진호(울산대학교 의과대학...) 신진호(울산대학교 의과대학, 서울아산병원)
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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 ribosoma... 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.
- 일시
  
  2024년 10월 08일 (화) 오후 02시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 15분
- 연사
  
  박주형(Stanford University)
  박주형(Stanford University) 박주형(Stanford University)
- 약력
  
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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 ... 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.
- 일시
  
  2024년 10월 10일 (목) 오전 10시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 5분
- 연사
  
  전지혜(Duke University)
  전지혜(Duke University) 전지혜(Duke University)
- 약력
  
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물질대사 재구성 중 발생한 독성 대사물질 처리와 이를 도와주는 미생물의 작용기작 연구 [Nat Metab]

물질대사 이상은 다양한 원인에 의해 발생하며, 이는 전체 대사의 재구성을 유도합니다. 특히, 돌연변이 효소에 의해 발생하는 물질대... 물질대사 이상은 다양한 원인에 의해 발생하며, 이는 전체 대사의 재구성을 유도합니다. 특히, 돌연변이 효소에 의해 발생하는 물질대사 이상은 1) 축적되는 기질의 처리와 2) 부족한 생성물의 보충을 위해 대사 경로를 재구성하게 됩니다. 저는 예쁜꼬마선충 모델을 활용하여 아미노산 류신의 물질대사 돌연변이를 연구하였으며, 돌연변이 효소에 의해 발생한 류신 대사 이상이 어떻게 대사 경로를 재구성하는지를 조사했습니다. 이 과정에서 처리되지 않은 기질이 독성을 나타낸다는 사실을 발견했습니다. 흥미로운 점은, 대사물질의 독성이 선충의 먹이인 미생물에 따라 달라진다는 것입니다. 따라서, 이러한 독성 저항성을 부여하는 미생물의 작용 기작을 연구하였습니다. 여기에 더하여 부족한 류신 대사 생성물이 어떻게 보상되는지를 조사함으로써 아미노산 류신 대사의 필요성을 제시할 수 있었습니다.
- 일시
  
  2024년 10월 10일 (목) 오후 02시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 20분
- 연사
  
  이용욱(University of Massachusetts Chan Medical School)
  이용욱(University of Massa...) 이용욱(University of Massachusetts Chan Medical School)
- 약력
  
  PDF (138 KB)
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신경세포내 시냅스소낭 (synaptic vesicle)의 사이즈 조절 기전 연구 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA]

시냅스소낭으로도 불리는 synaptic vesicle들은 신경세포의 시냅스전말단 (presynaptic nerve terminal)에 클러스터를 이루고 있으며,... 시냅스소낭으로도 불리는 synaptic vesicle들은 신경세포의 시냅스전말단 (presynaptic nerve terminal)에 클러스터를 이루고 있으며, 자극이 오면 내부에 있는 신경전달물질 (neurotransmitter)을 방출, 다음 신경세포로의 신호전달을 가능케 합니다. 이들은 약 40 나노미터의 지름을 가지며, 매우 균일한 사이즈를 갖고 있는데, 실제 이들의 사이즈 조절기전은 거의 알려진 바가 없습니다. 이에, 본 연구진은 선행연구를 통해 구축한 ectopic expression system을 활용하여, 시냅스소낭의 사이즈를 조절할 것으로 생각되는 일련의 핵심 단백질 그룹을 규명하였습니다. 더 나아가 gene editing 기술을 사용하여, 마우스에서 해당 단백질들을 knock-out하였을 때 매우 큰 사이즈의 giant synaptic vesicle이 발견되는 것을 통해 이들의 in vivo내 기능을 뒷받침하였습니다.
- 일시
  
  2024년 09월 06일 (금) 오후 03시
- 연사
  
  박대훈(Yale University School of Medicine, 가톨릭대학교 의생명과학과)
  박대훈(Yale University Sch...) 박대훈(Yale University School of Medicine, 가톨릭대학교 의생명과학과)
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인간 아르기닌/N-말단 법칙 핵심 효소 ATE1의 구조 결정 및 기전 규명 [Nat. Commun.]

아르기닐-전달효소 ATE1은 tRNA-의존적 효소로 단백질 기질의 N-말단에 아르기닌 잔기를 결합한다. 효모에서부터 인간까지 진화적으로... 아르기닐-전달효소 ATE1은 tRNA-의존적 효소로 단백질 기질의 N-말단에 아르기닌 잔기를 결합한다. 효모에서부터 인간까지 진화적으로 잘 보존 되어있으며, 심장 및 혈관 발달/형성부터 세포 내 단백질 분해를 조절하는 필수적인 효소이다. 최근에 효모 ATE1의 구조 결정과 더불어 고등동물 ATE1의 다양한 기능에 대해 연구가 활발히 진행되어왔으나, 고등동물 ATE1의 구조-활성 관계는 아직 밝혀진 바가 미미하다. 본 연구를 통해 인간 ATE1의 apo- 상태와 더불어 단백질 사슬 기질 및 tRNA 공동인자와 결합한 3D 구조를 밝혔다. 효모 ATE1과 달리 인간 ATE1은 기질과 결합시 분리되는 동종이량체를 형성하고, 아르기닌-tRNA 공동인자를 둘러싸는 루프를 나타냄.
- 일시
  
  2024년 09월 03일 (화) 오전 10시
- 연사
  
  지창훈(서울대학교 세포분해생물학센터 / (주)오토텍바이오)
  지창훈(서울대학교 세포분해...) 지창훈(서울대학교 세포분해생물학센터 / (주)오토텍바이오)
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세균바이러스 유전자 전사종결의 단일 방식 발견으로 세균 진화 규명 [Nucleic Acids Res.]

생명체에는 유전정보의 전사 과정에서 RNA를 합성하는 RNA 중합효소가 있다. 이 중합효소가 세균(박테리아)과 세균바이러스(박테리오... 생명체에는 유전정보의 전사 과정에서 RNA를 합성하는 RNA 중합효소가 있다. 이 중합효소가 세균(박테리아)과 세균바이러스(박테리오파지)에서 서로 달리 진화했지만, RNA 머리핀 구조를 만드는 종결자에서 둘다 전사를 종결한다. 본 연구진은 세균 전사종결 연구에서 개발했던 단일분자 형광기술을 이용해서, 세 종류(T7, T3, SP6) 세균바이러스의 전사종결을 연구했다. 중합효소가 DNA 유전정보를 읽어 RNA를 합성하기 때문에 이 셋이 뭉쳐서 복합체를 형성하는데, 종결 시기에 이르면 중합효소가 DNA 위에서 앞으로 밀리면서 RNA와 DNA가 떨어져 복합체가 한꺼번에 해체되는 것을 발견했다. 이런 종결을 해체종결이라 하는데, 종결자를 무시하고 지나치는 연속읽기보다 매우 느리게 진행되었고, 그 작동원리가 세균바이러스와 세균에서 별로 다르지 않아 그 진화의 뿌리가 같아 보였다. 한편, 세균바이러스가 해체종결만 하는 데에 비해, 세균의 경우에는 해체종결과 재생종결 둘다 한다. 재생종결에서는 RNA만 떼어지고 중합효소가 DNA에 남아서 바로 재생과 재개시가 가능한데, 세균의 진화 과정에서 추가된 것으로 보인다. 재생종결 후 재개시가 빠르고 인접한 유전자의 전사개시를 함께 조절하는 게 수월해지는 장점이 진화 적응에 작용했을 것으로 추정된다. 세균 유전체 구조를 보면 종결자 대부분의 바로 인근에서 재개시가 가능하다는 점이 이를 뒷받침한다.
- 일시
  
  2024년 09월 02일 (월) 오전 11시
- 연사
  
  송은호(서울대학교, 현 NIH)
  송은호(서울대학교, 현 NIH) 송은호(서울대학교, 현 NIH)
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차세대 광음향/초음파 융합의료 영상 개발 및 임상적용 [ACS Nano]

에너지 변환 이미징 기법은 기존의 이미징 기법에서 발생하는 공간/시간 해상도, 침투 깊이, 신호 대 잡음비, 대조도 등의 문제를 극... 에너지 변환 이미징 기법은 기존의 이미징 기법에서 발생하는 공간/시간 해상도, 침투 깊이, 신호 대 잡음비, 대조도 등의 문제를 극복하기 위해 연구된다. 그중에서도 광음향 이미지 기술은 높은 초음파 공간 해상도를 가진 내인성 및 외인성 광흡수 대조도를 제공할 수 있는 각광받는 하이브리드 기법으로, 공간 해상도를 유지하면서도 근본적인 깊이 한계를 극복할 수 있다. 이미지 해상도와 최대 이미징 깊이는 확산 광자의 범위 내에서 초음파 주파수에 따라 조정될 수 있다. 본 발표에서는 다음 주제를 논의할 예정이다. (1) 다중 규모 및 다중 매개 변수 에너지 변환 이미징 시스템 (2) 새로운 딥러닝 기반 이미지 처리 (3) 병리학, 내분비학, 종양학, 심장학, 피부과 및 방사선학에서의 최근 임상 연구 결과 (4) 비표지 초고속 초음파 도플러 이미징 (5) 상업화를 위한 노력
- 일시
  
  2024년 08월 30일 (금) 오전 11시
- 연사
  
  김철홍(POSTECH)
  김철홍(POSTECH) 김철홍(POSTECH)
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뇌수막종 모델에서 HDAC6i를 이용한 방사선 치료 증진효과 [EBioMedicine]

뇌수막종은 뇌를 둘러싸고 있는 수막이라는 막에서 발생하는 종양을 말합니다. 전체 뇌종양중 15-30%를 차지할정도로 흔하게 나타나며... 뇌수막종은 뇌를 둘러싸고 있는 수막이라는 막에서 발생하는 종양을 말합니다. 전체 뇌종양중 15-30%를 차지할정도로 흔하게 나타나며, 현재까지 효과적인 약물치료법이 없습니다. 때문에, 방사선치료와 수술에 의존하여 치료하게 되는데, 종양의 위치나 환자의 건강상태에 따라 수술을 통한 적출이 불가능할 경우 방사선치료가 주 치료법이 되기도 합니다. 방사선 치료는 양날의 칼과 같습니다. 국소적 적용이 가능한 장점이 있는 반면 정상 신경조직의 방사선 괴사, 뇌 부종과 같은 부작용이 있을 수 있습니다. 때문에 적절한 선량을 이용하여 최대한의 암세포의 사멸을 이끄는것이 많은 과학자들의 관심이 되어왔습니다. 저희 연구팀은 HDAC6i를 활용하여 방사선의 민감도가 어떠한 메카니즘으로 증진되는지 확인하였으며, 이에 관한 주요 연구결과를 본 학술 웨비나에서 소개할 예정입니다.
- 일시
  
  2024년 08월 28일 (수) 오후 03시
- 연사
  
  나주리(University of Plymouth)
  나주리(University of Plymo...) 나주리(University of Plymouth)
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솜사탕 산소 구배 칩을 이용한 환자 조직내 재발성 간암 세포 분리 [Nat. Commun.]

최근 암 치료에 환자 맞춤형 면역치료제, 표적치료제 등 새로운 기술들이 도입되고 있습니다. 그러나 간암은 이런 새로운 기술로 치료... 최근 암 치료에 환자 맞춤형 면역치료제, 표적치료제 등 새로운 기술들이 도입되고 있습니다. 그러나 간암은 이런 새로운 기술로 치료하는데 어려움을 겪고 있습니다. 주된 이유로 간암 세포 배양이 어렵기 때문입니다. 배양이 어려운 이유는 간의 복잡한 조직내 산소 농도 때문입니다. 간은 특이한 장기로 산소 농도가 낮은 정맥혈을 70%, 산소 농도가 높은 동맥혈을 30%로 이중공급 받기 때문입니다. 간암이 발생하면 암이 잘 성장하기 위해 동맥혈 공급을 증가시키는데 환자는 MRI, CT등 영상의학적 소견만으로 간암 확진을 받을 수 있습니다. 하지만 환자마다 간암이 성장하는 산소 농도 환경이 다르기 때문에 기존의 단일 산소 농도로 배양하는 세포 배양, 이종이식 방식으로는 충분한 배양 성공률을 가지지 못해 새로운 치료제 등 새로운 기술을 적용하기가 어려운 실정입니다. 저희는 솜사탕 기술을 이용해 3차원 하이드로겔 공간 안에 환자 유래 조직 배양이 가능한 모세혈관 칩을 제작하는 원천기술을 가지고 있습니다. 이 기술을 이용해 한쪽에 정상산소, 반대쪽에 저산소 배양액을 흘려주어 칩 내부에 간이 가질 수 있는 모든 산소 농도 환경을 구현하였습니다. 제작한 산소 칩에 환자 유래 조직을 배양하게 되면 다양한 동맥, 정맥 공급을 갖는 이질적 (Heterogeneity) 간암 조직에서 산소 선호도에 따라 암세포를 분리할 수 있었습니다. 분리된 세포 중에 간 절제술 이후에 재발이 많이되고, 약물 저항성이 높은 저산소 선호 간암 세포만을 분리, 분석하였습니다. 이는 수술이 가능한 모든 간암 환자는 수술 후 칩에서 배양해 재발성 간암 세포를 분리하여 약물 스크리닝을 통해 환자 맞춤형 치료 도입이 가능함을 보여주고 있습니다. 향후 솜사탕 산소 구배 칩을 이용하면 환자 맞춤형 치료 뿐만 아니라 칩의 소형화를 통한 수술이 불가능해 생검으로 얻는 간암 환자 조직도 배양하여 적용할 수 있을 것이라 생각합니다.
- 일시
  
  2024년 08월 28일 (수) 오전 10시
- 연사
  
  백세움(연세대학교 의과대학)
  백세움(연세대학교 의과대학) 백세움(연세대학교 의과대학)
학술웨비나

세포 외 소포체 기반 연구를 위한 분리 및 계수 통합 시스템 개발 [경북대학교]

세포 외 소포체 (EV, extracellular vesicles) 연구를 위해서는 다양한 소스로부터 EV를 높은 순도로 분리하고, 입자의 농도를 측정하... 세포 외 소포체 (EV, extracellular vesicles) 연구를 위해서는 다양한 소스로부터 EV를 높은 순도로 분리하고, 입자의 농도를 측정하는 계수 과정이 필수적입니다. 분리법으로 가장 잘 알려진 초원심분리법은 펠렛의 형태로 EV를 얻는다는 점, 분리 과정이 많고 길다는 점 등의 단점이 보고된 바 있습니다. 최근 사용이 증가한 크기배제크로마토그래피는 초원심분리법의 많은 단점을 개선하였지만, 적용 가능한 부피 한계가 있다는 단점이 존재합니다. 농도 측정에 가장 널리 사용되는 나노입자추적법은 입자의 농도 뿐만 아니라 크기 분포를 함께 측정해야하기 때문에 많은 양의 EV를 소모합니다. 본 연구에서는 분리와 계수를 하나의 시스템으로 통합함으로써, EV 준비 과정에서의 문제점을 개선하였고 연구에 바로 활용할 수 있는 EV를 제공하는 새로운 개념의 EV 준비 시스템을 제안하였습니다. 본 시스템을 활용하여 개수와 농도의 부족으로 인해 기존에 연구하기 어려웠던 새로운 정보 (다양한 세포의 EV 분비거동, 동물모델에서 시간에 따른 개체별 EV 농도 및 EV 유래 단백질 변화 모니터링)를 획득할 수 있었습니다.
- 일시
  
  2024년 08월 27일 (화) 오후 03시
- 연사
  
  배주현(경북대학교)
  배주현(경북대학교) 배주현(경북대학교)
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식물 근권 토양 미생물 군집 내 난배양성 수혜자 세균과 도우미 세균의 공생 상호작용 연구 [ISME J.]

화학농약이나 화학비료를 대체하기 위해 자연에 존재하는 유용 미생물이 일부 쓰이고 있지만, 대다수 미생물은 배양이 안 되고 있어 ... 화학농약이나 화학비료를 대체하기 위해 자연에 존재하는 유용 미생물이 일부 쓰이고 있지만, 대다수 미생물은 배양이 안 되고 있어 환경으로부터 유용 미생물 자원을 획득하는 것은 매우 어렵습니다. 이를 극복하기 위해, 본 연구에서는 식물 근권 토양 내 난배양성 수혜자(Beneficiary) 세균과 공생 상호작용하는 도우미(Helper) 세균의 공생 상호작용을 탐구하였습니다. 토마토 근권 토양에서 도우미 Pseudomonas putida H3가 생산하는 숙신산이 난배양성 수혜자 Niallia sp. RD1의 생장과 complex II 의존적 세포 호흡으로 에너지 생성을 보조하는 것을 확인하였습니다. 두 세균 간 공생 상호작용은 토마토 풋마름병 발병을 억제할 뿐 아니라 토마토 생육도 촉진하였습니다. 본 연구 결과는 식물 근권 미생물 군집에서 난배양성 수혜자와 도우미 미생물 사이의 에너지 요구성(Energy auxotrophy)이 중요하다는 것을 새롭게 밝혀냈습니다. 이는 다양한 자연 환경에서 미생물 상호의존 과정과 세균의 난배양성에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것으로 사료됩니다.
- 일시
  
  2024년 08월 23일 (금) 오후 03시
- 연사
  
  이상무(동아대학교)
  이상무(동아대학교) 이상무(동아대학교)
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인간 뇌 지도 제작을 위한 고분자 기반 생체조직 가공 기술 플랫폼 [Science]

세포 구조와 이들의 연결성을 이해하는 것은 생체 시스템 기능 및 기능장애를 조사하는 데 필수적입니다. 그러나 우리는 생체조직의 ... 세포 구조와 이들의 연결성을 이해하는 것은 생체 시스템 기능 및 기능장애를 조사하는 데 필수적입니다. 그러나 우리는 생체조직의 여러 재료과학적 특성과 한계 때문에 인간 장기 규모의 시스템에서 개별 세포와 이들의 연결성을 다중 규모로 상세하게 매핑하는 기술이 부족합니다. 이 발표에서는 우리 연구팀이 개발한 인간 뇌에서 개별 세포의 공간적, 분자적, 형태학적 및 연결성 정보를 동시에 추출하는 생명공학기술 플랫폼을 소개합니다. 이 플랫폼은 크게 세 가지 핵심 요소로 구성됩니다: 초거대 조직의 다중스케일 다중플렉스 이미징을 위한 고분자 하이드로젤 기반 조직 가공 기술 (mELAST), 세포 연결성을 유지하면서 대규모 조직을 초정밀하게 절단하는 진동 미세절삭기 (MEGAtome), 그리고 여러 뇌 조각에서 삼차원 연결성을 재구성하여 인간 뇌 지도를 완성시켜 줄 컴퓨터 알고리즘 (UNSLICE). 본 연구에서 우리는 이 융합 플랫폼을 인간 알츠하이머병 병리를 다중 규모로 분석하고 인간 뇌에서 확장 가능한 신경 연결성 매핑을 시연하는 데 적용했습니다.
- 일시
  
  2024년 08월 23일 (금) 오전 11시
- 연사
  
  박주혁(MIT, IBS, 현 서울대학교)
  박주혁(MIT, IBS, 현 서울대...) 박주혁(MIT, IBS, 현 서울대학교)
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인간과 쥐의 시상하부 회로를 통해 인지적 배부름을 조절하는 GLP-1 [Science]

GLP-1 수용체 작용제(GLP-1RAs)는 효과적인 항비만 약물입니다. 그러나 GLP-1RAs의 정확한 중추 기전은 아직 명확하지 않습니다. 우리... GLP-1 수용체 작용제(GLP-1RAs)는 효과적인 항비만 약물입니다. 그러나 GLP-1RAs의 정확한 중추 기전은 아직 명확하지 않습니다. 우리 논문에서는 비만 환자에게 GLP-1RAs를 투여한 후 섭취 전 포만감이 증가하는 것을 관찰했습니다. 인간과 생쥐의 뇌 샘플을 분석한 결과, 시상하부의 등쪽 중앙(DMH)에 있는 GLP-1R 신경세포가 섭취 전 포만감을 인식하는 후보로 확인되었습니다. DMHGLP-1R 신경세포의 광유전학적 조작은 포만감을 유발했습니다. 칼슘 이미징은 이 신경세포들이 섭취 전 포만감을 인식하는 데 적극적으로 관여하고 있음을 보여주었습니다. GLP-1RA 투여는 식사 행동 중 선택적으로 DMHGLP-1R 신경세포의 활동을 증가시켰습니다. 우리는 또한 DMHGLP-1R 신경세포와 아크핵의 NPY/AgRP 신경세포(ARCNPY/AgRP) 사이의 복잡한 상호작용을 확인하여 음식 섭취를 조절했습니다. 우리의 연구 결과는 GLP-1RAs가 섭취 전 포만감을 조절하는 시상하부 메커니즘을 밝혀내어, 비만 및 대사 질환에 대한 새로운 신경 표적을 제시합니다.
- 일시
  
  2024년 08월 22일 (목) 오전 10시
- 연사
  
  김규식(서울대학교 의과대학)
  김규식(서울대학교 의과대학) 김규식(서울대학교 의과대학)

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