전체 | BRIC

생명과학분야 학술정보 온라인 세미나!

BRIC은 생명과학분야 연구자들의 학술정보 교류에 적극적으로 참가하실 학술웨비나 발표연사를 모십니다.

학술웨비나 개최문의

전체

학술웨비나

자가치유 기능을 갖는 생분해성 탄성 전도체 기반의 생체삽입형 바이오의료 전자시스템 [Sci. Adv.]

소자가 반복적인 변형이나 외력으로 의한 손상에서 물리적/전기적 성능을 스스로 회복하는 자가치유 기능은, 장기간 소자의 안정성을 ... 소자가 반복적인 변형이나 외력으로 의한 손상에서 물리적/전기적 성능을 스스로 회복하는 자가치유 기능은, 장기간 소자의 안정성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는, 자가치유 기능을 가진 생분해성 탄성 고분자와 전도성 복합체를 합성하고, 두 소재를 결합시켜서, 생체삽입형 바이오의료 전자시스템에 적용가능한 자가치유 생분해성 탄성 전도체를 개발했다. 이 전도체는 ~500%의 신축성과 ~1000 S/cm의 전도성을 보이며, 절단 및 재결합 이후 30초 내에 전도성을 완벽히 회복했다. 이를 기반으로, 방광 움직임을 모니터링하고 전기자극을 통해 배뇨를 유도할 수 있는, 자가치유 시한성 전자 의료시스템을 개발했다. 이 소자는 방광의 팽창/수축 하에서도 배뇨 신호를 효과적으로 감지할 수 있었고, 전기 자극을 통해 자연스러운 배뇨도 성공적으로 유도할 수 있었다. 또한, 다양한 이유로 발생할 수 있는 기계적 손상을 모사하고자 소자에 의도적으로 손상을 가했음에도 불구하고, 원래의 진단/치료 기능을 빠른 시간 안에 회복하는 놀라운 성능을 보였다.
- 일시
  
  2024년 10월 15일 (화) 오전 10시
- 연사
  
  한원배(고려대학교, Georgia Institute of Technology)
  한원배(고려대학교, Georgia...) 한원배(고려대학교, Georgia Institute of Technology)
학술웨비나

전전두 (prefrontal) - 내후각 (entorhinal) 신경세포들을 통한 항목 규칙 학습 [Nature]

The ability to learn novel items depends on brain functions that store information about items classified by their associated... The ability to learn novel items depends on brain functions that store information about items classified by their associated meanings and outcomes, but the underlying neural circuit mechanisms of this process remain poorly understood. Here we show that deep layers of the lateral entorhinal cortex (LEC) contain two groups of ‘item–outcome neurons’: one developing activity for rewarded items during learning, and another for punished items. As mice learned an olfactory item–outcome association, we found that the neuronal population of LEC layers 5/6 (LECL5/6) formed an internal map of pre-learned and novel items, classified into dichotomic rewarded versus punished groups. Neurons in the medial prefrontal cortex (mPFC), which form a bidirectional loop circuit with LECL5/6, developed an equivalent item–outcome rule map during learning. When LECL5/6 neurons were optogenetically inhibited, tangled mPFC representations of novel items failed to split into rewarded versus punished groups, impairing new learning by mice. Conversely, when mPFC neurons were inhibited, LECL5/6 representations of individual items were held completely separate, disrupting both learning and retrieval of associations. These results suggest that LECL5/6 neurons and mPFC neurons co-dependently encode item memory as a map of associated outcome rules.
- 일시
  
  2024년 10월 14일 (월) 오전 10시
- 연사
  
  전희철(New York University)
  전희철(New York University) 전희철(New York University)
학술웨비나

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
- 연사
  
  이용욱(University of Massachusetts Chan Medical School)
  이용욱(University of Massa...) 이용욱(University of Massachusetts Chan Medical School)
학술웨비나

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
- 연사
  
  전지혜(Duke University)
  전지혜(Duke University) 전지혜(Duke University)
학술웨비나

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
- 연사
  
  박주형(Stanford University)
  박주형(Stanford University) 박주형(Stanford University)
학술웨비나

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
- 연사
  
  신진호(울산대학교 의과대학, 서울아산병원)
  신진호(울산대학교 의과대학...) 신진호(울산대학교 의과대학, 서울아산병원)
학술웨비나

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
- 연사
  
  박현(University of Illinois at Urbana-Champaign, 현 Absci)
  박현(University of Illin...) 박현(University of Illinois at Urbana-Champaign, 현 Absci)
학술웨비나

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
- 연사
  
  채인석(University of California, Berkeley)
  채인석(University of Calif...) 채인석(University of California, Berkeley)
학술웨비나

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
- 연사
  
  김수진(KAIST, 현 Boston Children's Hospital)
  김수진(KAIST, 현 Boston Ch...) 김수진(KAIST, 현 Boston Children's Hospital)
학술웨비나

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
- 연사
  
  전지혜(Duke University)
  전지혜(Duke University) 전지혜(Duke University)