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유전적 다양성 마우스 모델에서 Rg3 매개 골근감소증 조절에 대한 유박테리움 종의 숙주 특이적 효과 [Microbiome]

본 세미나에서는 노인성 근골격 감소증(osteosarcopenia)에 대한 최신 연구 결과를 소개하고, 숙주 유전학과 장내 미생물의 상호작용... 본 세미나에서는 노인성 근골격 감소증(osteosarcopenia)에 대한 최신 연구 결과를 소개하고, 숙주 유전학과 장내 미생물의 상호작용을 고려한 개인 맞춤형 치료 전략 개발의 필요성을 논의합니다. 본 연구에서는 유전적으로 다양한 Collaborative cross 창시자 계통 마우스 모델을 활용하여 Rg3(인삼 사포닌) 및 특정 유박테리움 종이 노인성 근골격 감소증에 미치는 영향을 분석했습니다. 그 결과, Rg3는 장내 미생물 구성 변화를 통해 골밀도, 근육량, 운동 능력을 개선하는 것으로 나타났으며, 그 효과는 숙주 유전형에 따라 다르게 나타났습니다. 또한, 특정 유박테리움 종은 숙주 유전형에 따라 골밀도, 근육량, 운동 능력 및 관련 유전자 발현에 차별적인 영향을 미치는 것으로 확인되었습니다. 본 연구 결과는 노인성 근골격 감소증 치료에 있어 숙주 유전형과 장내 미생물 간의 복잡한 상호 작용을 강조하며, 개인 맞춤형 치료 전략 개발의 필요성을 시사합니다.
- 일시
  
  2025년 01월 14일 (화) 오전 11시
- 진행
  
  발표 35분 / 토론, 질의응답 15분
- 연사
  
  김명석(한국과학기술연구원(KIST))
  김명석(한국과학기술연구원(...) 김명석(한국과학기술연구원(KIST))
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알코올성 간질환에서 TSG-6의 섬유화 완화 작용 및 관련 기전 규명 [J. Biomed. Sci.]

습관적 또는/ 그리고 과도한 알코올 섭취에 의해 생기는 알코올성 간질환은 한국을 포함해 전 세계적으로도 꾸준히 발생하는 질환임에... 습관적 또는/ 그리고 과도한 알코올 섭취에 의해 생기는 알코올성 간질환은 한국을 포함해 전 세계적으로도 꾸준히 발생하는 질환임에도 불구하고 해당 질환을 타깃으로 한 효과적인 치료제는 없는 상황입니다. 특히 섬유화가 동반된 경우 예후가 좋지않은 것으로 알려져 있습니다. 이런 질환을 치료하기 위해 여러 방법들이 연구되어 오고 있고, 줄기세포를 이용한 치료제 개발도 그 중에 하나입니다. TSG-6는 중간엽 줄기세포가 분비하는 사이토카인 중 하나로 항염증 효과가 있다고 보고되어 왔습니다. 저희 연구실은 처음으로 TSG-6가 간질환에서(대사이상 지방간 질환과 간 섬유화 모델) 치료 효과가 있음을 밝혀왔습니다. 이런 TSG-6의 간 치료 효능에 기반으로 본 연구에서는 알코올성 간질환 동물모델에서 TSG-6의 효과와 관련 기전을 연구하였습니다. 만성 알코올성 간질환 동물모델에 TSG-6를 처리했을 때, 알코올 식이에 의해 유도된 심각한 간 손상, 특히 섬유화가 뚜렷이 완화되었습니다. 간 섬유화의 주요 원인인 활성화된 간성상세포가 발현하는 CD44가 절단되어 CD44 세포내 도메인(ICD)이 생성되고 핵으로 이동해 섬유화 유도 유전자의 발현을 촉진합니다. 하지만 TSG-6 처리시 알코올 식이에 의해 증가했던 CD44ICD 생성 및 핵 내 축적이 감소하여 간성상세포 활성이 억제됨을 관찰하였습니다. 이후 TSG-6의 상호작용 인자를 스크리닝하고, 컴퓨터 기반 단백질 상호작용 분석을 통해 TSG-6가 CD44와 MMP14 (CD44 절단 효소) 둘 다에 상호작용하여 CD44 절단 억제을 통해 CD44ICD활성을 감소시킨다는 것을 밝혔습니다. 또한 해당 작용에 직접적인 역할을 하는 TSG-6 활성 부위를 모사한 펩타이드를 디자인 및 제작하여, TSG-6와 동일한 효과를 가짐을 확인함으로써 치료제 활용 가능성을 제시하였습니다. 이번 웨비나를 통해 TSG-6의 알코올성 간질환 치료 효과와 그 기전을 자세히 설명 드리고자 합니다.
- 일시
  
  2025년 01월 15일 (수) 오후 02시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  정영미(부산대학교)
  정영미(부산대학교) 정영미(부산대학교)
- 약력
  
  PDF (117 KB)
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LSD1 라이신 탈메틸화 효소의 단백질 공학을 활용한 히스톤 번역 후 변형들 간의 상호작용 연구 [Nat. Chem. Biol]

후성 유전학적 조절을 돕는 단백질 중 일부 효소는 히스톤 단백질의 번역 후 변형들 간의 상호작용에 의해 활성도가 조절되는 것으로 ... 후성 유전학적 조절을 돕는 단백질 중 일부 효소는 히스톤 단백질의 번역 후 변형들 간의 상호작용에 의해 활성도가 조절되는 것으로 보고되었습니다. 예를 들어, 유전자 발현과 밀접하게 연관된 히스톤 Lys4 메틸화와 Lys14 아세틸화가 하나의 폴리펩티드 사슬에 동시에 발생하는 경우 (H3K4me-H3K14ac), H3K4me를 탈메틸화하는 LSD1(histone demethylase) 효소의 활성도가 현저히 감소한다고 보고된 바 있습니다. 그러나 세포 수준에서 이러한 기능의 중요성을 명확히 이해하기는 어려웠습니다. 이에 우리 연구팀은 H3K4me-H3K14ac의 시너지 효과가 LSD1의 활성을 억제하면서 여러 유전자 발현을 도울 수 있다는 가설을 세웠습니다. 이를 검증하기 위해, Lys14 아세틸화에 민감하지 않은 돌연변이 형태의 LSD1(Y391K)을 제작하였습니다. Y391K 돌연변이를 K562 세포에 도입한 후 RNA-Seq 분석을 수행한 결과, 돌연변이 K562 세포에서 세포 접착과 관련된 유전자들이 억제되는 현상을 관찰하였습니다. 또한 CUT&RUN 실험을 통해 이들 억제된 유전자 대부분이 cis-regulatory 영역에서 다른 유전자에 비해 높은 수준의 H3K14ac를 보유하고 있음을 확인하였습니다. 이 연구를 통해 히스톤 단백질의 번역 후 번형들 간 상호작용이 세포 내 효소의 생화학적 및 생물학적 기능에 영향을 미칠 수 있음을 제시하였습니다. 앞으로 단백질 디자인을 통한 분자 도구들을 개발하여 이 상호작용들의 중요성을 더 깊이 연구할 계획입니다.
- 일시
  
  2025년 01월 16일 (목) 오전 10시
- 진행
  
  발표 35분 / 토론, 질의응답 15분
- 연사
  
  이광운(Harvard Medical School)
  이광운(Harvard Medical Sch...) 이광운(Harvard Medical School)
- 약력
  
  PDF (160 KB)
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DNA 복제 중 손상 복구를 조율하는 Ub-PCNA의 탈유비퀴틴화 조절 기전 규명 [Nat. Commun.]

DNA 복제 중 발생하는 손상은 세포 유전체 안정성을 위협하는 주요 요인입니다. 이를 극복하기 위해 세포는 TLS(Translesion Synthesi... DNA 복제 중 발생하는 손상은 세포 유전체 안정성을 위협하는 주요 요인입니다. 이를 극복하기 위해 세포는 TLS(Translesion Synthesis)을 활성화해 손상 부위를 우회하며 복제를 지속합니다. 정상적인 복제를 재개하려면 ATAD5-UAF1-USP1 복합체가 Ub-PCNA(유비퀴틴화된 PCNA)의 탈유비퀴틴화를 통해 TLS를 종료해야 합니다. 그러나 탈유비퀴틴화가 지나치게 빠르게 진행되면 TLS가 조기 종료되어 유전체 불안정성이 초래될 수 있습니다. 본 연구는 탈유비퀴틴화를 조절하는 메커니즘을 밝히는 데 초점을 맞췄습니다. 연구 결과, 염색질 리모델링 단백질 BAZ1B가 ATAD5와 상호작용하며 Ub-PCNA 탈유비퀴틴화를 조절해 TLS 완료 후 종료되도록 돕는다는 사실을 확인했습니다. 반면, BAZ1B 결합 돌연변이를 가진 ATAD5 단백질에서는 이 조절 기능이 상실되어 유전체 불안정성이 증가하고 산화 스트레스에 민감해지는 현상이 관찰되었습니다. 이번 연구는 BAZ1B의 새로운 역할을 규명하며, DNA 복구 메커니즘 기반 질병 치료 가능성을 제시합니다.
- 일시
  
  2025년 01월 17일 (금) 오전 10시
- 진행
  
  발표 35분 / 토론, 질의응답 15분
- 연사
  
  김영재(기초과학연구원, UNIST)
  김영재(기초과학연구원, UNI) 김영재(기초과학연구원, UNIST)
- 약력
  
  PDF (195 KB)
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고려인삼 유전자칩 개발 및 디지털 육종에의 활용 [Hortic. Res.-England.]

본 발표에서는 대한민국을 대표하는 주요 약용식물인 고려인삼을 대상으로 유전체 기반 육종 기술의 확립과 활용 방안을 소개한다. 고... 본 발표에서는 대한민국을 대표하는 주요 약용식물인 고려인삼을 대상으로 유전체 기반 육종 기술의 확립과 활용 방안을 소개한다. 고려인삼은 느린 성장 속도(세대 교체에 약 4년)와 적은 종자 생산량, 영양 번식의 어려움 등으로 연구에 많은 제약이 존재한다. 또한, 약 3.5 Gbp에 달하는 대형 유전체와 다수의 반복 서열로 인해 유전체 분석의 난이도가 높다. 이를 해결하고자 본 연구진은 인삼 최초의 유전자 지도를 완성하고, 이를 기반으로 고효율 유전자칩을 개발하였다. 유전자칩을 적용하여 인삼 품종, 육성계통, 산양삼 및 산삼을 포함한 1,500점 이상의 다양한 인삼 자원에 대한 유전 정보를 분석 및 축적하였다. 해당 유전 정보를 이용해 인삼 자원의 다양성을 파악하거나, 자원을 안정적으로 유지하는 데 유용하게 활용될 수 있다. 구축된 유전 정보 데이터베이스는 새로운 인삼 시료와의 비교 분석을 통해 유사 그룹 확인 및 독특한 차이점 탐지에 활용될 것이다. 이번 발표를 통해 고려인삼의 육종 기술 발전과 유전자원의 체계적 관리를 위한 새로운 방향성을 제시하고자 한다.
- 일시
  
  2025년 01월 22일 (수) 오후 03시
- 진행
  
  발표 40분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  조우현(서울대학교)
  조우현(서울대학교) 조우현(서울대학교)
- 약력
  
  PDF (127 KB)
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압타머 기반 RNA 전사 조절을 활용한 모듈식 및 가변적 단백질 바이오센서 구축 [Nat. Commun.]

바이오센서의 개발은 진단 및 치료 등의 다양한 생명공학 분야의 발전에 핵심적인 역할을 한다. 하지만, 항체, 단백질 스위치 혹은 압... 바이오센서의 개발은 진단 및 치료 등의 다양한 생명공학 분야의 발전에 핵심적인 역할을 한다. 하지만, 항체, 단백질 스위치 혹은 압타머로 대표되는 친화성 시약 기반의 목표 물질 결합을 기능적인 신호 출력으로 연결하는 것은 여전히 굉장히 어려운 과제이다. 본 연구실은 ARTIST (Aptamer-Regulated Transcription for In vitro Sensing and Transduction)라는, 압타머 기반의 단백질 결합을 통해 RNA 전사가 조절되어 넓은 동적 범위에서 단백질을 탐지하고, 더 나아가 필요에 따라 출력되는 RNA 전사체를 변환 가능한 분자 회로를 지원하는, 압타머 조절 전사 기반 모듈형 플랫폼을 개발하였다. ARTIST는 특정 단백질을 인식하는 압타머 도메인과 서로 다른 RNA 전사체를 암호화하는 후속 도메인을 연결하여 모듈형 단백질 바이오센서를 설계한다. 추가적으로, ARTIST를 다양한 변환 회로와 결합함으로써, 원하는 목표 물질 탐지 범위를 가진 아날로그 혹은 디지털 바이오센서를 쉽게 구축 가능하다. 본 연구를 통해 우리는 ARTIST가 의학 연구 및 진단 응용 분야에 활용 가능한 프로그래머블 단백질 바이오센서를 설계하는 간단하고 효율적인 플랫폼이 될 것을 기대한다.
- 일시
  
  2025년 01월 23일 (목) 오전 10시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 20분
- 연사
  
  이헌준(Johns Hopkins University School of Medicine)
  이헌준(Johns Hopkins Unive...) 이헌준(Johns Hopkins University School of Medicine)
- 약력
  
  PDF (196 KB)
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저선량 CT 노이즈 제거를 위한 멀티태스크 학습을 통한 강력한 판별자를 갖춘 생성적 적대적 네트워크 [IEEE Trans. Med. Imaging]

컴퓨터단층촬영(CT)에서 방사선량 감소는 2차 암 발생 위험을 줄이기 위해 필수적이지만, 저선량 CT(LDCT) 이미지는 노이즈 증가로 인... 컴퓨터단층촬영(CT)에서 방사선량 감소는 2차 암 발생 위험을 줄이기 위해 필수적이지만, 저선량 CT(LDCT) 이미지는 노이즈 증가로 인해 진단 정확도에 부정적 영향을 미칠 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 다양한 딥러닝 기반 LDCT 노이즈 제거 알고리즘이 개발되었으나, 시각적 불일치, 다양한 평가 지표에서의 성능 부족, 다른 CT 도메인에서의 네트워크 강건성 부족 등 여러 문제가 여전히 존재합니다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 세 가지 새로운 접근법을 제안합니다. 첫째, 복원, 이미지 레벨, 픽셀 레벨 세 가지 시각 작업을 동시에 수행하는 멀티태스크 학습 기반의 강화된 판별기를 가진 생성적 적대 신경망(GAN)을 제안합니다. 둘째, 복원 일관성(RC)과 비차이 억제(NDS)라는 두 가지 규제 메커니즘을 도입해 GAN 훈련을 효과적으로 지원합니다. 셋째, 주파수 및 공간 표현을 활용하기 위해 잔여 고속 푸리에 변환(Res-FFT-Conv) 블록을 생성기에 통합하여 혼합 수용영역을 제공합니다. 본 모델은 두 가지 노이즈 제거 작업에서 다양한 평가 지표와 방사선 전문의의 시각적 평가를 통해 검증되었으며, 최신 기법 대비 우수한 성능을 입증했습니다.
- 일시
  
  2025년 02월 04일 (화) 오전 10시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  경성구(서울아산병원)
  경성구(서울아산병원) 경성구(서울아산병원)
- 약력
  
  PDF (288 KB)
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프로바이오틱스 유래 장내 공생미생물이 생성하는 건강수명과 근감소증을 개선할 장수 대사체 연구 [Nat. Commun.]

현재 널리 섭취되고 있는 유산균은 마이크로바이옴 연구의 확장과 더불어 일반인의 관심 속에서 대표적인 건강기능식품으로 자리 잡고... 현재 널리 섭취되고 있는 유산균은 마이크로바이옴 연구의 확장과 더불어 일반인의 관심 속에서 대표적인 건강기능식품으로 자리 잡고 있습니다. 유산균의 긍정적 효과에 관한 연구는 활발히 진행되고 있지만, 건강을 증진시키는 구체적인 작용 기전에 대한 연구는 아직 미미한 상황입니다. 이에 연구팀은 유산균 생균이 생산하는 대사체에 주목하여, 장내 공생 미생물이 생성하는 3-페닐락틱산(PLA)이 미토콘드리아 기능을 강화하고 스트레스 저항성을 높여 건강 수명과 근감소증을 개선할 수 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 이번 연구는 PLA가 에너지 대사를 촉진하며 노화 관련 질환, 특히 근감소증을 개선할 가능성을 제시하고 있습니다. 특히, 연구팀은 건강 수명을 객관적으로 평가하기 위한 ‘건강 노화 지표(Healthy Aging Index, HAI)’를 새롭게 개발하여 PLA의 효과를 평가했습니다. 연구진은 이 발견이 근감소증 치료제 개발뿐만 아니라 건강한 노화를 유도하는 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이번 연구는 건강한 노화와 근감소증 같은 대사성 질환 치료에 중요한 단서를 제공하며, 학계와 의료계에서 유의미하게 활용되기를 기대합니다.
- 일시
  
  2025년 02월 04일 (화) 오후 03시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  김주원(건국대학교)
  김주원(건국대학교) 김주원(건국대학교)
- 약력
  
  PDF (373 KB)
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Collagen signaling and matrix stiffness regulate multipotency in glandular epithelial stem cells in mice [Nat. Commun.]

Glandular epithelia, including mammary gland (MG) and prostate, are composed of luminal and basal cells. During embryonic dev... Glandular epithelia, including mammary gland (MG) and prostate, are composed of luminal and basal cells. During embryonic development, glandular epithelia arise from multipotent stem cells (SCs) that are replaced after birth by unipotent basal and unipotent luminal SCs. Different conditions, such as basal cell transplantation, luminal cell ablation, and oncogene expression can reinduce adult basal SC (BaSCs) multipotency in different glandular epithelia. The mechanisms regulating the reactivation of multipotency are incompletely understood. Here, we have found that Collagen I expression is commonly upregulated in BaSCs across the different multipotent conditions. Increasing collagen concentration or stiffness of the extracellular matrix (ECM) promotes BaSC multipotency in MG and prostate organoids. Single cell RNA-seq of MG organoids in stiff conditions have uncovered the importance of β1 integrin/FAK/AP-1 axis in the regulation of BaSC multipotency. Altogether our study uncovers the key role of Collagen signaling and ECM stiffness in the regulation of multipotency in glandular epithelia.
- 일시
  
  2025년 02월 05일 (수) 오후 03시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  송유라(Université Libre de Bruxelles)
  송유라(Université Libre de...) 송유라(Université Libre de Bruxelles)
- 약력
  
  PDF (122 KB)
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생체리듬 장애의 디지털 바이오 마커와 정신 건강 위험 사이의 실제 연관성 [npj Digit. Med.]

생체리듬의 장애는 우울증의 잠재적인 원인으로 인식되고 있지만, 그 실제 영향에 대해서는 잘 이해되지 않고 있다. 이 문제를 해결하... 생체리듬의 장애는 우울증의 잠재적인 원인으로 인식되고 있지만, 그 실제 영향에 대해서는 잘 이해되지 않고 있다. 이 문제를 해결하기 위한 중요한 단계는 대규모 인구에서 실험실 환경 외부에서 생리적 시계열 데이터를 비침습적으로 수집하는 것이다. 디지털 도구, 특히 Fitbit 등의 웨어러블 기기는 이러한 노력에서 유망한 점을 제공한다. 이러한 웨어러블 데이터를 사용하여, 우리는 먼저 다양한 내부 생체리듬과 각각의 생체리듬 및 수면-각성 주기 사이의 불일치를 정량화 하였다. 미국 전역에서 모집된 800명 이상의 의료인 (레지던트) 들로부터 50,000일 이상의 데이터를 기반으로 한 우리의 분석은 생체리듬 장애의 디지털 지표와 기분 변화 사이의 양방향 연관성을 밝혀냈으며, 이는 인구통계학적 및 지리적 변수와 같은 혼란 요인을 고려하였다. 또한, PHQ-9점수에서 임상적으로 관련된 정신 건강 위험 증상들을 발견하여 이를 검증하였다. 이러한 발견들은 정신과적 개입의 지표로 사용될 수 있는 확장 가능한 생체리듬 장애의 디지털 바이오 마커들을 검증하는 중요한 과정이다.
- 일시
  
  2025년 02월 06일 (목) 오전 10시
- 진행
  
  발표 35분 / 토론, 질의응답 15분
- 연사
  
  이민기(University of Michigan)
  이민기(University of Michi...) 이민기(University of Michigan)
- 약력
  
  PDF (124 KB)
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P62 유비퀴틴화 억제를 통한 NS1-BP의 스트레스 응집체 조절 기전 연구[Nat. Commun.]

스트레스 응집체(Stress granules)는 세포가 스트레스 상황에서 비정상적인 단백질 생성을 억제하기 위해 mRNA, 번역개시인자, RNA 결... 스트레스 응집체(Stress granules)는 세포가 스트레스 상황에서 비정상적인 단백질 생성을 억제하기 위해 mRNA, 번역개시인자, RNA 결합 단백질 등이 모여 형성되는 일시적인 세포 내 구조입니다. 일반적으로 스트레스가 해소되면 스스로 풀리며 본래 기능을 복구하지만, 여러가지 요인에 의해서 장시간 지속되기도 하며 단단히 뭉쳐 퇴행성 뇌질환의 원인이 되는 단백질 응집체로 발전되기도 합니다. 본 연구는 스트레스 응집체를 조절하는 핵심 단백질로 NS1-BP를 제안합니다. NS1-BP는 자가포식작용 관련 단백질인 GABARAP 및 p62와 상호작용하며, 특히 p62의 유비퀴틴화를 억제하고 스트레스 응집체의 제거에도 관여함을 확인하였습니다. 또한, 루게릭병 환자의 유도만능줄기세포에서 분화된 운동신경세포에서 NS1-BP 단백질 수준이 감소했으며, 이와 연관된 스트레스 응집체 변화가 관찰되었습니다. 이러한 결과는 NS1-BP가 스트레스 응집체 조절을 통해 퇴행성 뇌질환 유발을 억제할 가능성을 제시하며, 치료 후보 물질로서 가능성이 있음을 제안합니다.
- 일시
  
  2025년 02월 07일 (금) 오전 10시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  전푸름(한남대학교, 현 Nathan S.Kline Institute)
  전푸름(한남대학교, 현 Nath...) 전푸름(한남대학교, 현 Nathan S.Kline Institute)
- 약력
  
  PDF (230 KB)
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다성분 단백질의 상호작용 프로그래밍을 통한 인공단백질 나노케이지 설계 [Nature]

다면체 형태를 갖는 단백질 나노케이지 (혹은 바이러스 캡시드 유사체)는 차세대 백신 플랫폼 및 유전자 전달체로 많은 주목받고 있는... 다면체 형태를 갖는 단백질 나노케이지 (혹은 바이러스 캡시드 유사체)는 차세대 백신 플랫폼 및 유전자 전달체로 많은 주목받고 있는 구조 플랫폼입니다. 대칭적인 다면체는 모든 구성성분이 동일한 국소 대칭성을 갖는 닫힌 구조인데, 더 크고 더 복잡한 구조를 설계 하기 위해서는 이 국소 대칭을 벗어나도록 설계해야 합니다. 이 강연에서 저는 다성분 단백질의 상호작용 프로그래밍을 통해 국소 대칭성을 벗어난 복잡한 구조를 갖는 대형 나노케이지를 컴퓨터로 설계하고 실험적으로 검증하는 연구를 소개할 것입니다.
- 일시
  
  2025년 02월 11일 (화) 오후 03시
- 진행
  
  발표 40분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  이상민(POSTECH)
  이상민(POSTECH) 이상민(POSTECH)
- 약력
  
  PDF (132 KB)
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살모넬라의 숙주 감염에서 아미노산의 역할과 중요성 [Cell Host Microbe]

살모넬라(Salmonella)는 숙주 감염 시 장내 염증으로 생성된 다양한 이온(NO₃^-, S₄O₆ 살모넬라(Salmonella)는 숙주 감염 시 장내 염증으로 생성된 다양한 이온(NO3-, S4O62-, DMSO, TMAO, Fumarate, H2O2)을 최종전자수용체로 사용하여 무산소호흡을 통해 에너지를 얻고 증식한다. 기존 연구는 숙주에 의해 생성된 최종전자수용체에 집중했지만, 본 연구는 Fumarate의 주요 공급원으로 장내 미생물이 생산하는 아미노산인 Aspartate에 주목했다. 살모넬라 감염시 숙주의 장내에서 발생하는 활성산소(ROS)는 장내 공생 미생물의 생장을 저해하게 되고, 이때 Bacteroides thetaiotaomicron (B. theta)가 분해(Lysis) 되면서 Aspartate를 방출한다. 살모넬라는 aspA (Aspartate-ammonia lyase) 효소를 이용해 Aspartate를 Fumarate로 전환하고, Fumarate를 최종전자수용체로 이용하여 무산소호흡을 통해 에너지를 얻음으로써 다른 장내 공생 미생물과의 생존경쟁에서 승리하여 증식하고, 숙주에 감염병을 일으킬 수 있다.
- 일시
  
  2025년 02월 12일 (수) 오전 11시
- 진행
  
  발표 40분 / 토론, 질의응답 10분
- 연사
  
  유웅재(POSTECH)
  유웅재(POSTECH) 유웅재(POSTECH)
- 약력
  
  PDF (218 KB)
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단일 세포 분석을 위한 나노레이저 입자 개발 [Nat. Nanotechnol.]

본 세미나는 단일 세포 분석에서 나노레이저 입자의 응용 가능성을 소개해드립니다. 나노레이저 입자는 기존의 형광 분자나 양자점과 ... 본 세미나는 단일 세포 분석에서 나노레이저 입자의 응용 가능성을 소개해드립니다. 나노레이저 입자는 기존의 형광 분자나 양자점과 다르게 협소한 방출 스펙트럼 선폭 (<1nm)을 반도체물질과 빛의 상호작용으로 만들어낼수 있습니다. 이로써 기존의 발광체와 다르게 다양한 색깔을 만들수 있게 되고 조합적인 세포 바코딩을 가능하게 합니다. 레이저에 대한 기본적인 물리적 원리에 대한 설명과 더불어, 세계에서 가장 작은 레이저 (170 nm) 개발과 반파장 크기 한계 달성; 주입 가능한 생체 적합성나노레이저 입자의 대규모 제작; 초해상도 및 실시간 생체 내 세포 추적을 위한 나노레이저 입자 현미경(LASE); 그리고 이동하는 단일 세포의 이질성을 연구하기 위한 나노레이저 입자 기반 오믹스 연구들을 소개해드립니다.
- 일시
  
  2025년 02월 14일 (금) 오전 10시
- 진행
  
  발표 40분 / 토론, 질의응답 20분
- 연사
  
  조상연(Massachusetts General Hospital)
  조상연(Massachusetts Gener...) 조상연(Massachusetts General Hospital)
- 약력
  
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피부 속 골지체 노화 [Dev. Cell]

우리 신체는 하나의 세포로부터 탄생하고 성장하고 어른이 되고 노화되는 “다양한 발달”을 겪게 됩니다. 이번 연구는, 세포가 노화... 우리 신체는 하나의 세포로부터 탄생하고 성장하고 어른이 되고 노화되는 “다양한 발달”을 겪게 됩니다. 이번 연구는, 세포가 노화되면서 점차 외부 시그널에 반응을 하지 못하게 되는 발달 생물학의 오래된 의문에, 해답을 하나 제시하였습니다. 세포내 소기관인 “골지체 노화”를 발견하고 그 원인으로 “아연 항상성 변화”를 확인하였습니다. 이를 바탕으로 “노화는 생체 분자들이 열역학 제2법칙을 따라 움직이는 필수 불가결한 흐름”에 한 표 더 기여하였습니다. 인간 세포는 항상 살아 있으며 대사를 하고 있습니다. 다양한 세포내 물질들의 무질서도는 끊임없이 증가하게 되는데, 세포내 필수 미네랄인 “아연”의 무질서도도 증가하게 됩니다. 그 결과, 아연 항상성이 중요한 세포내 소기관 골지체의 노화가 진행되게 됩니다. “골지체 노화”는 골지체에서 만들어내는 세포내 고속도로인 “미세소관” 구조를 점차 파괴하게 됩니다. 그 결과, 세포는 점차 다양한 외부 신호를 운반하는 자동차인 단백질들이 정상적인 위치로 이동하지 못하게 됩니다. 이로 인해 세포는 더 이상 말을 듣지 않게 되고 이번 연구에서는 피부의 노화에 큰 영향을 끼침을 확인하였습니다. “골지체 노화 제어”는 노인성 질환 예방 또는 건강 수명 연장을 위해 주목되어야 부분입니다.
- 일시
  
  2025년 02월 17일 (월) 오후 02시
- 진행
  
  발표 30분 / 토론, 질의응답 20분
- 연사
  
  빈범호(아주대학교)
  빈범호(아주대학교) 빈범호(아주대학교)
- 약력
  
  PDF (266 KB)
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정확하고 해석가능한 세포 분석법 (Cytometry) 분석 인공지능 모델 개발 [Cell Rep. Med.]

Flow or Mass Cytometry을 통해 얻어진 single-cell protein expression 데이터는 감염성 질환, 자가면역, 암, 그리고 치료 후 면역 ... Flow or Mass Cytometry을 통해 얻어진 single-cell protein expression 데이터는 감염성 질환, 자가면역, 암, 그리고 치료 후 면역 세포 반응의 역할을 이해하는 데 필수적입니다. 특히 cytometry는 scRNA-seq과 비교해 수백만 개의 세포를 분석할 수 있어 드문 세포 집단을 식별하고 특성화하는 데 유리합니다. 본 발표에서는 single-cell cytometry 데이터를 분석하고 면역 프로파일링을 자동화하기 위해 인공지능 기반의 모델, cytometry masked autoencoder (cyMAE)를 소개합니다. cyMAE는 레이블이 없는 대규모 데이터셋에서 단백질 마커 간의 관계를 사전 학습(self-supervised pre-training)하여 추가적인 세포 정체성 정보 없이도 마커 간의 상호작용을 학습합니다. 이후, 사전 학습된 모델을 다양한 하위 과제에 맞게 미세 조정(fine-tuning)하여 독립적인 데이터셋에서도 복잡한 세포 유형을 정확히 식별하고, 단백질 마커의 중요성을 해석하며, 개인 수준의 정밀 면역 프로파일링을 가능하게 합니다.
- 일시
  
  2025년 01월 09일 (목) 오전 10시
- 연사
  
  김재식(University of Pennsylvania)
  김재식(University of Penns...) 김재식(University of Pennsylvania)
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BFVD – 35만 바이러스 단백질의 예측 구조 대규모 데이터베이스 [Nucleic Acids Res.]

알파폴드는 단백질 구조 예측의 정확도를 실험 수준에 가깝게 끌어올렸으며, 알파폴드 데이터베이스(AFDB)를 통해 2억 개 이상의 예측... 알파폴드는 단백질 구조 예측의 정확도를 실험 수준에 가깝게 끌어올렸으며, 알파폴드 데이터베이스(AFDB)를 통해 2억 개 이상의 예측 단백질 구조를 공개해 생명과학 연구에 새로운 기회를 제공했다. 하지만 AFDB는 바이러스 단백질을 포함하지 않아, 바이러스 연구에 적용하기에는 한계가 있다. BFVD(Big Fantastic Virus Database)는 이 점을 보완고자 구축된 데이터베이스로, 35만개 이상의 바이러스 단백질 구조를 예측하여 제공한다. 또한, 진화 정보의 깊이를 더하기 위해 페타베이스 규모의 시퀀싱 데이터를 활용하였고, 이를 통해 36%의 데이터에 대해 예측 신뢰도를 향상시켰다. 특히, BFVD의 구조 중 62%는 기존 대규모 단백질 구조 저장소에서 찾아볼 수 없는 고유한 특성을 지닌다. 바이러스는 빠른 변이로 인해 서열만으로는 바이러스 간의 관계성을 밝히는 데에 한계가 있지만, BFVD의 포괄적이고 방대한 데이터는 구조 분석을 통해 관계성을 규명할 수 있는 새로운 기회를 제공한다.
- 일시
  
  2025년 01월 08일 (수) 오후 02시
- 연사
  
  김성은(서울대학교)
  김성은(서울대학교) 김성은(서울대학교)
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IL2의 sEV 분비와 PD-L1 발현 조절을 통한 새로운 암 면역 억제 중화 메커니즘 [Cancer Commun.]

IL2는 IL2 수용체 복합체를 발현하는 면역세포를 활성화해 항암 효과를 유도하는 것으로 알려져 있지만, IL2R을 발현하는 암세포에 미... IL2는 IL2 수용체 복합체를 발현하는 면역세포를 활성화해 항암 효과를 유도하는 것으로 알려져 있지만, IL2R을 발현하는 암세포에 미치는 영향은 상대적으로 덜 연구되었습니다. 본 연구에서는 IL2가 흑색종 세포에서 작은 세포외소포(sEV) 분비와 PD-L1 발현을 유의미하게 감소시키고, CD8+ T 세포 매개 세포독성에 대한 민감도를 증가시킴을 확인했습니다. 이러한 효과는 IL2R-MEK/ERK 신호 전달 경로를 통해 매개됩니다. IL2의 직접적인 암세포 효과를 검증하기 위해 IL2를 자가 자극형으로 발현하도록 조작된 흑색종 세포를 이용한 생쥐 모델을 개발했으며, 이 모델에서 IL2는 종양 성장을 억제하고 종양 조직 및 혈장 내 PD-L1 발현을 감소시켰습니다. 유사한 결과는 폐암 임상 샘플에서도 관찰되었습니다. 본 연구는 IL2가 IL2R을 발현하는 암세포에서 직접적인 항암 면역 반응을 유도할 수 있음을 보여주며, 면역 체크포인트 조절제로서 면역치료에 활용될 가능성을 제시합니다.
- 일시
  
  2025년 01월 08일 (수) 오전 10시
- 연사
  
  노수정(DGIST)
  노수정(DGIST) 노수정(DGIST)
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목질계 바이오매스로부터 지질 합성을 위한 야로위아 효모의 대사 공학 및 진화 적응 전략 [Bioresour. Technol.]

미생물 발효는 식품, 항생제, 의약품 등 인간 생활의 필수 물질 생산에 핵심적인 역할을 해왔습니다. 기존에는 Saccharomyces cerevis... 미생물 발효는 식품, 항생제, 의약품 등 인간 생활의 필수 물질 생산에 핵심적인 역할을 해왔습니다. 기존에는 Saccharomyces cerevisiae와 Escherichia coli가 유전적 특성과 빠른 성장 속도, 그리고 유전자 조작의 용이함 덕분에 미생물 발효를 연구하는 모델 균주로써 주로 사용되었으나 Crabtree 효과로 인해 설탕이 에탄올이나 아세트산으로 전환되는 대사적 한계가 있어 고부가가치 화합물 생산에 제약이 있었습니다. 이에 비해, 지방 축적성이 강하고 acetyl-CoA 대사 흐름이 우수하며 유전공학 가능성이 높은 Yarrowia lipolytica는 acetyl-CoA 유래 제품 생산의 새로운 플랫폼으로 주목받고 있습니다. 그러나 Y. lipolytica는 자연에서 두 번째로 풍부한 당인 자일로스를 대사화하는 능력이 없어, 저렴하고 재생 가능한 탄소원인 리그노셀룰로오스 바이오매스를 활용하기 어려운 한계가 있습니다. 이를 해결하기 위해 본 연구는 대사공학과 적응 실험진화(ALE)를 활용하여 Y. lipolytica를 엔지니어링 하였습니다. 이 과정에서 이종 산화환원 효소 경로를 도입하고 자일로스 조건에서 진화를 유도하여, 개선된 자일로스 대사 능력을 가진 XEV 균주를 개발했습니다. 추가적으로 해당 균주의 전장 유전체 분석 및 역공학을 통하여 자일로스 대사가 개선된 원인을 규명하였고 더 나아가 실제 목질계 바이오매스 유래 가수분해물을 활용하여 지질을 합성하는데에 성공하였습니다. 본 세미나를 통해 Y. lipolytica 균주의 자일로스 대사를 개선하는 유전적 및 대사적 적응에 대한 저의 전반적 연구 내용을 소개해드리고자 합니다.
- 일시
  
  2025년 01월 03일 (금) 오전 10시
- 연사
  
  육상도(University of Illinois at Urbana-Champaign)
  육상도(University of Illin...) 육상도(University of Illinois at Urbana-Champaign)
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진행성 담도암에서 ctDNA와 종양조직 유전체 프로파일링의 일치도 평가 [J. Hepatol.]

이 연구는 담도암(BTC) 환자들에게서 발생한 암세포의 유전변이 정보를 분석하는 새로운 방법을 모색하는 것입니다. 암세포의 변이 정... 이 연구는 담도암(BTC) 환자들에게서 발생한 암세포의 유전변이 정보를 분석하는 새로운 방법을 모색하는 것입니다. 암세포의 변이 정보를 얻기 위해서는 환자로부터 직접 암 조직을 채취해야 하지만, 이는 많은 어려움이 따릅니다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 환자의 혈액에서 채취할 수 있는 암세포의 DNA인 순환 종양 DNA (ctDNA)를 이용하는 방법을 제안하고 있습니다. 2019년부터 2022년까지 한국의 분당차병원에 등록된 139명의 담도암 환자 중에서, 혈액을 충분히 가지고 있는 담도암 환자 102명을 대상으로 진행되었습니다. 이 102명의 담도암 환자에서 종양조직과 혈액에서 얻은 암 DNA를 비교 분석한 결과, 두 방법 간 중요 변이에 대한 일치도는 84.8%로 높은 일치율을 보였습니다. 또한 혈액 ctDNA 분석을 통해 34.3%의 환자에서 치료 가능한 유전자 변이를 발견하였습니다. 이 중에는 IDH1, FGFR2, MSI-high, ERBB2, PIK3CA, BRCA1/2, MET 등의 유전자 변이가 포함되어 있었습니다. 특히 FGFR2-TNS1 융합 유전자는 지금까지 보고되지 않은 처음으로 발견된 것으로, 이는 기존의 종양조직 기반 검사에서는 찾아내지 못한 새로운 발견이었습니다. 그리고 ctDNA의 최대 체세포변이 대립유전자 빈도 (max VAF)가 높은 환자들은 담도암에서 많이 쓰이는 화학요법인 젬시타빈과 시스플라틴을 기반으로 한 치료에서 예후가 좋지 않았습니다. 이 연구 결과는 담도암에서 ctDNA, 즉 혈액을 이용한 액체 생검이 기존의 종양조직 유전체 기반 분석을 대체할 수 있는 방법이 될 수 있음을 보여줍니다. 앞으로 액체생검은 환자마다 개인화된 치료를 제공하는 데 도움이 될 수 있을 것입니다.
- 일시
  
  2024년 12월 30일 (월) 오후 03시
- 연사
  
  우선정(차의과학대학교 분당차병원)
  우선정(차의과학대학교 분당...) 우선정(차의과학대학교 분당차병원)
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웨어러블 기반 수면 및 생체리듬 지표를 활용한 기분 장애 환자의 기분 삽화 예측 및 인과관계 규명 [npj Digit. Med.]

기분 장애는 현대 사회에서 매우 흔한 질환으로, 매년 100만 명 이상이 새로 진단받고 있다. 기분 장애 환자들은 우울증이나 조증과 ... 기분 장애는 현대 사회에서 매우 흔한 질환으로, 매년 100만 명 이상이 새로 진단받고 있다. 기분 장애 환자들은 우울증이나 조증과 같은 뚜렷한 증상이 나타나는 시기, 즉 기분 삽화를 경험한다. 이러한 기분 삽화를 예측하기 위해 기존 연구들은 다양한 웨어러블 기기 데이터를 활용해 왔다. 예를 들어, 환자의 수면, 자기 전 걸음 수, 빛 노출 데이터를 바탕으로 여러 지표를 계산하고, 이를 머신러닝 알고리즘에 적용해 기분 삽화를 예측했다. 그러나 이러한 방식은 다양한 데이터를 요구하기 때문에 실제 일상에서 활용하기 어렵다는 한계가 있다. 본 웨비나에서는 오직 수면 데이터만으로 기분 삽화를 정확하게 예측할 수 있는 접근법을 소개한다. 구체적으로, 수면 데이터를 수리 모형에 적용하여 장기적인 생체 리듬을 추정한다. 추정된 생체 리듬을 기반으로 수면 및 생체 리듬에 관한 36가지 지표를 도출하고, 이를 머신러닝 알고리즘에 적용해 우울증, 조증, 경조증을 효과적으로 예측한다. 특히, 36가지 지표 중 생체 리듬 위상이 기분 삽화 예측에 가장 중요한 요소로 확인되었으며, 이들 사이의 명확한 인과관계를 제시한다.
- 일시
  
  2024년 12월 30일 (월) 오전 10시
- 연사
  
  임동주(KAIST, IBS)
  임동주(KAIST, IBS) 임동주(KAIST, IBS)
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혈소판 유래 인자의 국소적 전달이 허혈을 완화하고 혈관 생성 조절을 통해 난소 기능을 보존한다: 생식 보존을 위한 개인화된 재생 전략 [Biomaterials]

여성 생식력 (가임력) 보존의 가장 이상적 방법인 난소 조직 냉동 보존 및 재이식 기술은 현재 허혈성 손상으로 인한 조직의 손상과 ... 여성 생식력 (가임력) 보존의 가장 이상적 방법인 난소 조직 냉동 보존 및 재이식 기술은 현재 허혈성 손상으로 인한 조직의 손상과 무혈관성 이식에서 발생하는 난포의 손실이라는 미해결 문제에 직면하고 있습니다. 본 연구진은 새로운 혈소판 유래 인자(Platelet-derived factors, PF)가 캡슐화된 피브린 하이드로젤(Fibrin Hydrogel, PFH)을 개발하여 난소의 재이식 시 조직 전체를 캡슐화 하여 국소적으로 혈소판 유래 인자를 전달할 수 있도록 설계하였습니다. 연구 결과, PFH는 혈관이 없는 난소 조직 이식의 생착을 현저히 향상시켰습니다. 특히, 난포의 양과 질이 보존되었으며, 새로운 혈관 생성이 개선되었고, DNA 손상이 감소했으며, 배란이 증가하고 배아 발달률이 우수해졌습니다. 조직 이식이 안정된 상태에 도달한 후 유전자 발현 분석 결과는 정상적인 난소 조직 과 유사하게 관찰되었습니다. 또한, 혈소판 유래 인자의 농도 차이에 따른 혈관 형성의 차이 또한 확인하였습니다. 본 연구진이 개발한 생체 재료는 인간의 체내에서 자연스러운 반응인 혈액 응고 기전을 활용하였으며, 생분해성, 생체 적합성, 안전성, 비용 효율성을 모두 갖춘 특징을 가집니다. 또한, 주사 가능한 형태로도 물성의 조절이 가능한 특성을 가진 이 생체 재료는 개인화된 재생 의학의 넓은 영역으로 응용 가능성을 확장합니다.
- 일시
  
  2024년 12월 27일 (금) 오후 03시
- 연사
  
  정나눔(서울대학교)
  정나눔(서울대학교) 정나눔(서울대학교)
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자가 치유 및 항결빙 하이드로젤을 활용한 신뢰성 있는 웨어러블 센서 제작 [Biomaterials]

자가 치유 및 항결빙 하이드로젤을 활용한 신뢰성 있는 웨어러블 센서 제작 Self-Healing and Anti-Freezing Hydrogels for Reliabl... 자가 치유 및 항결빙 하이드로젤을 활용한 신뢰성 있는 웨어러블 센서 제작 Self-Healing and Anti-Freezing Hydrogels for Reliable Wearable Health Monitoring 웨어러블 센서는 피부에 부착되어 건강 상태를 모니터링할 수 있는 생체재료가 필수적입니다. 특히, 하이드로젤은 생체 적합성 및 자극 반응성 덕분에 웨어러블 재료로 주목받고 있습니다. 하지만, 하이드로젤은 높은 수분 함량 때문에 외부 스트레스에 약하고, 저온에서 쉽게 얼어버리는 문제를 가지고 있습니다. 이러한 한계로 인해 기계적 손상이나 저온 등 다양한 환경에서 내구성이 떨어지는 단점이 있습니다. 이 논문에서는 자가 치유와 항결빙 특성을 화학적으로 설계함으로써, 하이드로젤의 기계적 및 환경적 약점을 극복하고 웨어러블 디바이스로서의 안정성을 높인 연구를 소개하였습니다.
- 일시
  
  2024년 12월 27일 (금) 오전 11시
- 연사
  
  홍석균(Purdue University)
  홍석균(Purdue University) 홍석균(Purdue University)
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HepScope: 악성 간세포를 간암 단세포 데이터에서 분리하기 위한 유전자 세트 및 인공지능 도구 개발 [J. Big Data]

Hepatocellular carcinoma (HCC) presents a major health issue worldwide. This study introduces the HepScope gene set, develope... Hepatocellular carcinoma (HCC) presents a major health issue worldwide. This study introduces the HepScope gene set, developed through a hybrid approach that uti‐ lizes single‐cell RNA sequencing (scRNA‐seq), spatial transcriptomics (stRNA‐seq), bulk RNA‐seq, and proteomics data, along with the adaptation of Convolutional Neural Network (CNN) techniques. Comprising 113 genes significantly upregulated in malig‐ nant hepatocytes, HepScope gene set includes 77 genes unique to this set compared to other HCC‐related gene sets. Unlike existing solutions, HepScope gene set demon‐ strated superior discriminatory power in distinguishing malignant from non‐malignant hepatocytes, as validated by Seurat’s module score, outperforming five other gene sets across multiple datasets. A 1D‐CNN model, specifically adapted for the HepScope gene set, achieved superior accuracy (0.71), AUROC (0.82), and F1 score (0.85) compared to models trained on other gene sets, underscoring its enhanced predictive preci‐ sion and robustness. Rigorous cross‐validation and benchmarking against alternative models confirmed HepScope’s consistent performance. Additionally, we evaluated the prognostic capability of the HepScope gene set across two independent cohorts, demonstrating that the HepScope‐based risk score is a strong independent predictor of overall and disease‐free survival, making it a valuable tool for patient prognosis. Col‐ lectively, our findings position HepScope as a promising gene set for both diagnostic and prognostic applications in HCC, highlighting its potential in precision medicine for HCC and offering insights into personalized therapy development.
- 일시
  
  2024년 12월 26일 (목) 오후 03시
- 연사
  
  Jestlin Tianthing Ng(아주대학교 의과대학)
  Jestlin Tianthing Ng(아주대학교 의과대학) Jestlin Tianthing Ng(아주대학교 의과대학)
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프라임 에디터 유전자 가위를 이용해 대량의 VUS를 정확히 평가하는 방법 [Nat.Biotechnol.]

암을 비롯하여 다양한 질병에서 돌연변이가 발견되고 있고, 대부분의 경우 그 기능을 알지 못한 채 Variants of Uncertain Significan... 암을 비롯하여 다양한 질병에서 돌연변이가 발견되고 있고, 대부분의 경우 그 기능을 알지 못한 채 Variants of Uncertain Significance (VUS)로 남아있습니다. 이러한 수많은 VUS의 기능을 정확히 평가하기 위해, 프라임 에디터를 이용하여 세포 자체에 VUS를 유도하고 그 기능을 평가하는 시스템을 개발하였습니다. 본 웨비나는 이러한 방법을 어떻게 개발하게 되었는지 몇 종류의 유전자 사례를 통해 보여주고, 다른 유전자에 적용방법을 소개합니다.
- 일시
  
  2024년 12월 26일 (목) 오전 11시
- 연사
  
  오형철(연세대학교 의과대학)
  오형철(연세대학교 의과대학) 오형철(연세대학교 의과대학)

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