Cohesin protein complex는 genome을 3차원적으로 접는 molecular machine으로서, enhancer-promoter interaction을 통한 gene transc... Cohesin protein complex는 genome을 3차원적으로 접는 molecular machine으로서, enhancer-promoter interaction을 통한 gene transcription등 다양한 세포 기능에 영향을 미칩니다. 하지만 세포 안에서 cohesin에 의한 genome folding이 어떤 분자 기전에 의해 조절되는지는 아직 충분히 알려져 있지 않았습니다. 본 연구에서는 cohesin의 새로운 조절 인자를 high-throughput 방식으로 규명하기 위해, cohesin activity를 간접적으로 반영하는 cohesin clustering 현상을 정량화하는 전략을 활용하였습니다. 이를 기반으로 imaging-based genetic screening을 수행하여 7,000개 이상의 유전자를 분석하였고, 그 결과 epigenetic silencing, pre-mRNA processing, mitochondrial metabolism 등 다양한 세포 기능에 연관된 후보 인자들을 찾아내었습니다. 또한 DNA-FISH을 통해 이러한 인자들이 실제로 genome folding에 영향을 미친다는 기능적 근거를 확인하였습니다. 본 연구는 cohesin의 새로운 조절 인자를 unbiased하게 발견함으로써 cohesin-mediated genome folding의 조절 메커니즘을 보다 포괄적으로 이해하는 기반을 마련하며, 향후 이들 인자가 cohesin 기능과 genome 구조를 어떻게 조절하는지 탐구하는 후속 연구의 기반을 제공합니다.

본 연구는 CD8⁺ T 세포의 탈진(exhaustion)과 면역 기억 형성을 구분하는 핵심 전사인자 네트워크를 규명하고, 이를 기반으로 정밀한... 본 연구는 CD8⁺ T 세포의 탈진(exhaustion)과 면역 기억 형성을 구분하는 핵심 전사인자 네트워크를 규명하고, 이를 기반으로 정밀한 T 세포 공학 전략을 제시합니다. 여러T 세포 상태의 다중오믹스 데이터를 통합해 구축한 아틀라스와 Taiji 알고리즘을 활용하여 탈진을 선택적으로 유도하는 전사인자(ZSCAN20, JDP2)를 규명했으며, 해당 인자를 제거하면 항암 기능은 회복되고 기억 T 세포 형성은 유지됨을 확인하였습니다. 본 연구는 면역세포의 운명을 ‘프로그래밍’할 수 있는 새로운 치료 설계 원리를 제시합니다.

지방간은 전 세계 인구의 30% 이상이 영향을 받는 가장 흔한 만성 간 질환으로, 조기 진단과 지속적인 모니터링이 중요합니다. 현재 ... 지방간은 전 세계 인구의 30% 이상이 영향을 받는 가장 흔한 만성 간 질환으로, 조기 진단과 지속적인 모니터링이 중요합니다. 현재 임상에서 널리 사용되는 초음파 영상은 접근성과 편의성이 뛰어나지만, 진단 정확도와 재현성 측면에서는 한계가 있어 주로 스크리닝 도구로 활용되고 있습니다. 본 세미나에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 개발한 3차원 다중 지표 초음파 영상 시스템과, 이를 활용한 지방간 진단 및 모니터링 결과를 소개합니다. 핵심 기술인 3차원 초고속 혈관 초음파 (UFD) 는 초당 수천 장의 영상을 통해 100 μm 수준의 간 미세혈관과 혈류 변화를 정밀하게 영상화하고, 혈관의 양, 관류, 구조적 특성까지 정량화할 수 있습니다. 지방간 진행에 따라 나타나는 미세혈관 감소 및 구조 변화가 3차원적으로 관찰되었으며, 감쇠 영상과 음향 구조 정량 영상과의 통합을 통해 우수한 진단 성능을 확인하였습니다. 본 연구는 초음파 기반 지방간 진단에 새로운 혈관 기반 평가 측면을 제시하고, 향후 섬유화 조기 진단과 임상 적용 가능성을 제시합니다.

연구 배경 두경부 편평세포암(Head and Neck Squamous Cell Carcinoma, HNSCC)은 종양 내·외부의 이질성이 매우 큰 암종으로, 전반적... 연구 배경 두경부 편평세포암(Head and Neck Squamous Cell Carcinoma, HNSCC)은 종양 내·외부의 이질성이 매우 큰 암종으로, 전반적으로 예후가 불량하다. 현재까지 예후 예측을 위한 다양한 바이오마커들이 제시되어 왔으나, 임상적 활용에는 추가적인 검증과 분자 기전에 대한 이해가 부족한 한계가 있다. 특히 HPV 음성 HNSCC는 방사선 치료에 대한 반응성이 다양하고, 치료 저항성 극복을 위한 새로운 예측 지표와 치료 전략이 요구된다. 연구 목적 본 연구에서는 HPV 음성 HNSCC에서 1. **각질화(keratinization) 관련 유전자 시그니처(KRGS)**를 개발·검증하여 예후 및 방사선 치료 반응을 예측하고, 2. 각질화 활성화가 방사선 감수성에 미치는 분자 기전을 규명하고자 하였다. 연구 방법 • TCGA 데이터를 활용하여 16개의 각질화 관련 유전자로 구성된 KRGS를 구축 • KRGS 발현 수준에 따라 HNSCC 환자를 KRGSlow와 KRGShigh 두 군으로 분류 • 방사선 치료 반응 및 생존 분석 수행 • In vitro 및 in vivo 실험을 통해 **all-trans retinoic acid (ATRA)**에 의한 각질화 활성화 효과 검증 • 방사선 조사(IR)와 병용 처리 시 분자 변화 분석 주요 연구 결과 • KRGS는 HPV 음성 HNSCC 환자를 서로 다른 생존 예후를 보이는 두 군으로 효과적으로 구분하였다. • KRGSlow 군은 예후가 불량하고 방사선 치료에 대한 감수성이 낮은 반면, KRGShigh 군은 생존율이 높고 방사선 치료 반응이 우수하였다. • ATRA 처리를 통해 각질화가 활성화되었으며, cornified envelope 형성이 증가하고 HNSCC 세포의 방사선 감수성이 유의하게 향상되었다. • 이러한 효과는 KRGS 관련 8개 유전자의 발현 증가와, 각질화 말기 분화를 조절하는 핵심 인자인 involucrin (IVL) 발현 증가와 연관되었다. • ATRA와 방사선 병용 치료는 HNSCC 세포의 방사선 저항성을 감소시켰으며, 이는 integrin alpha-1 (ITGA1) 발현 감소와 연관되어 있었다. 결론 및 의의 본 연구는 각질화가 HNSCC에서 방사선 저항성을 조절하는 중요한 생물학적 과정임을 제시하며, **각질화 관련 유전자 시그니처(KRGS)**가 예후 및 방사선 치료 반응을 예측할 수 있는 유용한 바이오마커가 될 수 있음을 보여준다. 또한, KRGS 기반 각질화 활성화 전략과 방사선 치료의 병용은 HPV 음성 HNSCC에서 치료 저항성을 극복할 수 있는 새로운 치료 접근법이 될 가능성을 제시한다.

조직 재생을 목표로 한 다양한 세포 기반 전략들은 iPSC 기반 세포 치료, 세포 운명 전환, 그리고 생체 내 리프로그래밍 등으로 확장... 조직 재생을 목표로 한 다양한 세포 기반 전략들은 iPSC 기반 세포 치료, 세포 운명 전환, 그리고 생체 내 리프로그래밍 등으로 확장되어 왔다. 그러나 이러한 접근법 대부분은 변환되거나 이식된 개별 세포의 기능과 특성에 초점을 맞추어 왔으며, 실제 재생이 일어나는 조직 수준의 반응과 세포 네트워크 재편에 대한 이해는 상대적으로 제한적이었다. 조직 항상성과 상처 치유 과정에서는 성체 줄기세포뿐 아니라 이웃 세포와 면역·혈관 미세환경 간의 정교한 상호작용이 핵심적인 역할을 한다. 본 연구에서는 피부의 표피 중 일부 세포에만 부분 리프로그래밍을 유도하는 모자이크형 마우스 모델을 활용하여, 생체 내 부분 리프로그래밍의 재생 효과가 개별 세포에 국한되지 않고 조직 전체 네트워크로 확장될 수 있음을 규명하였다. 부분적으로 리프로그래밍된 표피 세포는 주변 세포와 니치를 상처 반응 유사 상태로 전환시키며, 재상피화 촉진, 혈관 형성 조절, 흉터 감소를 유도하였다. 이러한 효과는 당뇨병성 상처 모델에서도 재현되었다. 본 연구는 소수의 표피 세포 상태 변화만으로도 피부 전체 재생 네트워크를 재편할 수 있음을 제시하며, 복잡한 피부 재생 과정을 효과적으로 제어할 수 있는 안전하고 효율적인 리프로그래밍 기반 재생 치료 전략의 가능성을 제안한다.

단백질 접힘 안정성(Folding stability)은 대다수의 단백질에 있어 매우 중요한 요소입니다. 현재까지 절대 접힘 안정성(ΔG) 예측을 ... 단백질 접힘 안정성(Folding stability)은 대다수의 단백질에 있어 매우 중요한 요소입니다. 현재까지 절대 접힘 안정성(ΔG) 예측을 위해 제안된 계산적 방법들은 정량적인 실험값을 재현하는 데 있어 뚜렷한 한계를 보여왔습니다. 기존 ΔG 예측 모델의 한계를 극복하기 위해, 접힘 및 풀림 상태의 앙상블을 공동 학습하여 정확도를 대폭 향상시킨 IFUM(이쁨)을 소개합니다. 이쁨은 다양한 단백질 유형과 복잡한 변이에 의한 효과를 잡아내며, 실험적 녹는점과 높은 상관관계를 보입니다. 특히 de novo 디자인 선별에서 AlphaFold 지표를 능가하는 성능을 입증하여 실제 단백질 공학 문제 해결에 바로 활용 될 수 있음을 보입니다.

육상 양식에는 변화하는 환경 조건 속에서 병원성 위험을 예측하고 완화할 수 있는 확장 가능한 처리 시스템이 필수적이다. 본 연구에... 육상 양식에는 변화하는 환경 조건 속에서 병원성 위험을 예측하고 완화할 수 있는 확장 가능한 처리 시스템이 필수적이다. 본 연구에서는 기상 및 세균 데이터를 수집하고 상관관계 분석을 수행하여 주요 인자 간의 관계를 규명하였으며, 이를 바탕으로 통합 예측 처리 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 침전 여과, UV 소독, 산소 용해 공정으로 구성된 모듈형 부유 고형물 및 병원체 제거 시스템(TSS-PRS)과 딥러닝 기반 다층 퍼셉트론(MLP) 모델을 결합하여 수질을 개선하고 병원체의 발생 동태를 예측한다. 실험 결과, TSS-PRS는 총 암모니아 질소(TAN)를 41.1%, 세균 활성도(BQV)를 74.5%, 탁도를 72.8% 효과적으로 감소시켰다. 또한 Photobacterium damselae, Tenacibaculum maritimum, Vibrio harveyi, Enteromyxum leei를 포함한 유해 어류 병원체를 성공적으로 제거하였다. 나아가 MLP 모델 분석을 통해 탁도 100 NTU, pH 7.97, 수온 27.5°C 조건에서 세균 활성도가 급격히 증가함을 확인하였다.

뇌졸중 이후 운동 기능의 회복은 단순히 손상된 뇌 영역의 활동이 증가하는 문제가 아니라, 운동과 관련된 뇌 신호가 시간적으로 어떻... 뇌졸중 이후 운동 기능의 회복은 단순히 손상된 뇌 영역의 활동이 증가하는 문제가 아니라, 운동과 관련된 뇌 신호가 시간적으로 어떻게 조직되는가와 깊이 관련되어 있습니다. 본 발표에서는 원숭이 모델을 이용한 장기간 신경 기록 데이터를 바탕으로, 정상적인 운동 수행 시에는 서로 다른 두 가지 뇌 상태(베타 관련 신호와 운동 관련 신호)가 시간적으로 명확히 분리되어 나타나며, 이러한 구조가 뇌졸중 이후 붕괴되었다가 회복 과정에서 다시 나타난다는 점을 소개합니다. 특히 이러한 ‘시간적 분리 구조’의 회복이 실제 운동 기능 회복을 잘 설명하는 핵심적인 신경 지표임을 보여줍니다. 더 나아가 저주파 교류 전류 자극이 이러한 신경 신호의 시간적 구조를 조절하고 행동 변화와 연관될 수 있음을 논의하고자 합니다. 본 세미나는 뇌졸중 회복을 신경 집단 동역학의 관점에서 이해하고, 향후 정밀한 신경 조절 및 재활 전략으로 확장될 수 있는 가능성을 함께 살펴보고자 합니다.

거대고리 화합물은 신약 개발에 있어 저분자 화합물과 바이오로직스 약물의 중간다리 역할을 하는 화합물 군으로, 작은 저분자 물질이... 거대고리 화합물은 신약 개발에 있어 저분자 화합물과 바이오로직스 약물의 중간다리 역할을 하는 화합물 군으로, 작은 저분자 물질이 표적하기 어려운 단백질 간 상호작용 등을 표적할 수 있으면서도 바이오로직스 약물보다 개선된 약동학, 약력학적 특성을 지녀 많은 관심을 받고 있다. 피리타이드는 RiPPs의 한 군으로 다양한 생리적 활성을 지니고 있다. 피리타이드의 큰 구조적 특징은 티아졸이나 옥사졸과 같은 아미노산 유래 5각 헤테로고리가 부착된 피리딘(혹은 그 환원된 형태)이며, 본 연구에선 이 구조에서 착안하여 티아졸이 부착된 메타-비피리딘의 트리아릴 구조를 중심으로 하는 높은 생연관성의 거대고리 분자를 설계하였다. 효율적인 합성을 위해 세 가지 구조적 모듈을 병렬적으로 합성해(Build) 조합적으로 연결(Couple) 후 거대고리화(Pair)하는 전략을 활용하여 구조적으로 다양한 거대고리 화합물 군을 구축, 이후 생활성 검증을 통해 페롭토시스 저해 효능 물질을 발굴하는데 성공하였다.

인간의 복잡한 뇌 질환을 연구하기 위한 차세대 연구 모델로 뇌 오가노이드 기술이 각광받고 있다. 하지만 기존의 뇌 오가노이드 시스... 인간의 복잡한 뇌 질환을 연구하기 위한 차세대 연구 모델로 뇌 오가노이드 기술이 각광받고 있다. 하지만 기존의 뇌 오가노이드 시스템은 낮은 실험적 재현성이나 높은 이질성 및 인간 뇌의 복잡한 구조와 다양한 세포 유형을 충분히 재현하는 데 여전히 한계를 지니고 있다. 본 연구에서는 기존의 오가노이드 기술의 한계를 극복하기 위해 단계적 모듈 기반 세포 재구성 기술을 통해 균일한 인간 대뇌 피질 어셈블로이드를 개발했다. 제작한 단일 로제트 기반 대뇌 피질 어셈블로이드는 배치 간 변동이 거의 없는 높은 재현성과 균일성을 보였으며, 6층의 대뇌 피질 조직, 기능적 신경 연결성, 그리고 신경세포와 교세포 간의 동적 상호작용을 포함하여 인간 뇌의 구조적 및 기능적 생리를 충실히 재현하였다. 본 연구는 인간 뇌의 성숙도와 동적인 세포 상호작용을 모사할 수 있어 다양한 신경계 질환 연구를 위한 혁신적인 전임상 모델을 제시한다.