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.

NKT 세포는 당지질을 인식하여 활성화 되는 제4의 림프구로, 종양 세포를 직접 공격할 뿐만 아니라, 다양한 사이토카인을 분비하여 종... NKT 세포는 당지질을 인식하여 활성화 되는 제4의 림프구로, 종양 세포를 직접 공격할 뿐만 아니라, 다양한 사이토카인을 분비하여 종양 미세환경을 면역 활성화 방향으로 전환할 수 있기 때문에 난치성 암에 대한 새로운 면역치료 전략으로 주목받아 왔다. 그러나 합성 당지질을 직접 투여하는 기존 접근법에서는 간과 비장에 분포한 항염증성 NKT 세포를 비선택적으로 자극하여 항염증성 반응이 동반되는 한계가 있었다. 이를 극복하기 위해, 본 연구에서는 입자 크기를 정밀하게 제어함으로써 림프절 수지상세포를 선택적으로 표적화하는 글리콜리포좀을 설계하였다. 직경 100 nm로 조절한 리포좀에 합성 당지질 RK-163을 탑재함으로써, 림프관을 통해 림프절로 효율적으로 이동하고 수지상세포에 의해 흡수 되도록 유도하였다. 그 결과, 림프절 내 염증성 NKT 세포를 선택적으로 활성화하여 Th1 편향의 항종양 면역을 강화하고, 면역억제성 반응은 최소화할 수 있었다. 이러한 전략은 트리플 네거티브 유방암 모델에서도 강력한 항종양 효과로 이어졌다.

외란이 발생해도 최종 산출물 양을 안정적으로 유지하는 강인 완전 적응(Robust Perfect Adaptation, RPA)은 생물학적 시스템에서 중... 외란이 발생해도 최종 산출물 양을 안정적으로 유지하는 강인 완전 적응(Robust Perfect Adaptation, RPA)은 생물학적 시스템에서 중요한 특성이다. 이를 구현하기 위해 널리 사용되는 항대적 적분 피드백(Antithetic Integral Feedback, AIF)은 집단 평균 수준에서는 RPA를 달성하지만, 단일 세포 수준에서는 출력 잡음을 증가시켜 개별 세포 조절 능력을 저해하는 한계가 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 AIF 구조에서 착안한 새로운 조절 모듈인 잡음 제어기(noise controller)를 제안한다. 제안한 모듈을 AIF와 결합한 결과, 외란 이후에도 출력 평균뿐 아니라 잡음 역시 교란 이전 수준으로 유지하는 ‘노이즈 RPA’를 구현함을 확인하였다. 이는 기존 생물학적 제어기의 정밀도를 단일 세포 수준까지 확장하는 중요한 진전이다.

일상에서의 순간적인 판단은 때로 생명과 직결됩니다. 특히 총기 사용이 빈번한 사회에서는 무해한 물건이 무기로 오인될 경우 사람이... 일상에서의 순간적인 판단은 때로 생명과 직결됩니다. 특히 총기 사용이 빈번한 사회에서는 무해한 물건이 무기로 오인될 경우 사람이 죽거나 다치는 비극적 결과로 이어질 수 있으며, 이러한 오인은 특정 인종집단에 대한 고정관념과 밀접하게 연관되어 있습니다. 심리학에서는 이를 무기편향(weapon bias)이라 부릅니다. 본 연구는 인종고정관념의 영향이 단지 판단/반응 단계에 그치는지, 아니면뇌에서 표상되는 시각정보를 왜곡할 수 있는지를 묻습니다. 미국에서 모집된 32명의 비흑인 참가자들이 기능적자기공명영상(fMRI) 하에, 물체를 무기 또는 공구로 분류하는 과제를 수행했습니다. 다변량 양상 분석(MVPA)을 활용한 결과, 흑인 얼굴이 제시된 직후 등장한 공구 이미지가 복측측두피질의 물체처리 영역에서총과 더 유사한 신경양상으로 표상화됨을 확인했습니다. 또한 신경표상의 왜곡이 심할 수록 행동 차원에서도 인종편향적 판단이 더 뚜렷하게 나타났습니다(흑인 얼굴이 제시된 직후 등장한 공구를 올바르게 분류하는 데 더 오랜 시간이 소요). 본 연구는 고정관념이 ‘무엇을 판단하는가’를 넘어 ‘무엇을 보게 되는가’까지 형성할 수 있음을 신경과학적으로 시사하며, 비극적 오판을 줄일 수 있는 실질적 경로를 제시합니다.

신경세포 간 정보 전달은 시냅스 소포(synaptic vesicle)의 수송과 외포작용(exocytosis)을 통해 이루어지지만, 신경 자극이 지속되는... 신경세포 간 정보 전달은 시냅스 소포(synaptic vesicle)의 수송과 외포작용(exocytosis)을 통해 이루어지지만, 신경 자극이 지속되는 동안 소포의 수송 및 세포막과의 융합(fusion) 동력학은 아직 충분히 이해되지 않고 있다. 본 연구에서는 흰쥐 해마 뉴런의 시냅스 전 말단에서 외포작용을 겪는 개별 시냅스 소포의 실시간 3차원 궤적을 정량적으로 분석하여 소포의 운동을 두 가지 유형으로 분류하였다. 전기적 자극 시점 이후, 제1형은 융합 부위 인근에서 제한된 운동을 보이다가 외포작용을 일으키는 반면, 제2형은 융합 전까지 비제한적 운동을 보이다가 계류 후 외포작용을 나타낸다. 그 결과, 제2형 소포는 제1형에 비해 융합 시간 분포가 더 넓고 평균 융합 시간이 더 길었다. 이와 더불어 전기적 자극은 제2형 소포에서 자극 이전에 비해 융합 부위 방향으로의 궤적 직진성을 약 10배 증가시켰으며, 직진성과 이에 상응하는 평균 힘은 융합 부위로부터의 초기 거리에 따라 시그모이드(sigmoid) 형태로 증가함을 확인하였다. 이러한 특성으로 인해 제2형 소포의 융합 시간은 초기 거리에 비단조적으로 의존하게 됨을 보일 수 있었다. 본 연구는 시냅스 소포 수송 및 막 융합 동력학을 포괄적으로 설명하는 정량적 모델을 제시하며, 전기 자극 하의 뉴런 내 시냅스 전달 메커니즘에 대한 새로운 통찰을 제공한다.