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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)
학술웨비나

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)
학술웨비나

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)
학술웨비나

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)
학술웨비나

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)
학술웨비나

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)
학술웨비나

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)
학술웨비나

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)