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학술웨비나

메타유전체 분석을 통한 감염병 진단 [Nat. Methods]

전염병은 사망의 큰 요인 중 하나입니다. 진단 기술의 한계로 진단이 늦어지거나 진단이 어려운 신종 전염병의 경우 그 위험이 더 커... 전염병은 사망의 큰 요인 중 하나입니다. 진단 기술의 한계로 진단이 늦어지거나 진단이 어려운 신종 전염병의 경우 그 위험이 더 커질 수 있습니다. 새로운 진단 기술로 주목 받고 있는 메타유전체 기반 병원체 탐지는, 환자 샘플에서 추출한 DNA를 알려진 모든 병원체의 유전체와 비교하여 한 번의 검사로 모든 병원체에 대한 감염 여부를 식별할 수 있습니다. 이때 두 가지 성능, 변이를 구체적으로 식별하는 성능과 신종 병원체를 탐지하는 성능이 중요합니다. 하지만 이를 모두 만족하는 메타유전체 분석 방법이 없어 차세대 진단 방법 발전에 제동이 걸려있었습니다. 이를 해결하기 위해서, 메타유전체의 DNA 서열과 그것의 아미노산 서열로의 번역을 동시에 분석하여 두 가지 성능을 모두 갖는 분석 프로그램인 Metabuli를 개발하고, 이 연구를 Nature Methods에 게재하였습니다. 논문에서 Metabuli는 COVID-19 환자의 SARS-CoV-2의 여러 변이를 구분하는 테스트와 SARS-CoV-2에 대한 정보 없이도 이것의 유전 물질을 감지해 내는 테스트에서 모두 뛰어난 성능을 보였습니다.
- 일시
  
  2024년 07월 04일 (목) 오전 10시
- 연사
  
  김재범(서울대학교 기계학습 및 생물정보학 연구실)
  김재범(서울대학교 기계학습...) 김재범(서울대학교 기계학습 및 생물정보학 연구실)
학술웨비나

국내 지적 장애인, 자폐 스펙트럼 장애인, 정신 장애인의 온도 노출에 따른 응급실 경유 입원 간 연관성 [Lancet Psychiatry]

지구온난화는 대다수가 동의할 국제 사회의 문제입니다. 증가하는 지구 온도, 폭염이 우리 건강에 끼치는 영향 역시 활발히 연구되고 ... 지구온난화는 대다수가 동의할 국제 사회의 문제입니다. 증가하는 지구 온도, 폭염이 우리 건강에 끼치는 영향 역시 활발히 연구되고 있습니다. 폭염으로 인해 사망까지 촉발하기도 하고, 질환의 악화로 인한 병원 방문 위험을 높이고 있습니다. 이러한 연구는 한국을 비롯해 전 세계 여러 나라에서 공통적으로 보고되고 있는데, 이러한 위험이 모든 사람들에게 동일하지 않고, 특히 위험이 높은 취약한 사람들이 있습니다. 주로 노인, 어린 아동, 소수 인종집단이 위험이 높을 것으로 보고되고 있습니다. 장애인의 경우 여러 사회 자원에 대한 낮은 접근성, 기저 질환이나 약물 복합 복용 등의 이유로 폭염 영향에 취약할 것으로 전망은 되나 장애인을 대상으로 폭염에 대한 건강 영향을 수행한 연구는 극히 제한적입니다. 이에 본 연구는 국내 정신 장애인의 폭염 노출에 따른 응급실 경유 입원의 위험을 장애 종류, 인구사회학적 특성, 방문 원인에 따라 분석하였습니다. 1. 연구 방법 국민건강보험공단의 병의원 방문 자료를 활용하여 지적장애인, 자폐스펙트럼 장애인, 정신장애인의 2006년부터 2021년 6~9월 사이의 병원 방문 기록을 수집·분석하였습니다.· 2. 연구 결과 비장애인에 비해 지적장애인, 자폐스펙트럼장애인, 정신장애인이 폭염에 각각 4배, 1.2배, 4.6배 취약하게 나타났습니다. 이로 인해 발생한 병원 입원으로 인한 의료비용 부담 역시 상당하게 나타났습니다. 입원 원인에 따라 분석을 하였을 때 지적 장애인은 비뇨생식기계 및 정신질환을 주호소로 한 병의원 방문의 위험이 특히 높게 나타났으며, 정신장애인의 경우 정신, 호흡기계, 비뇨생식기계 질환이 높은 위험을 보였습니다. 3개 정신장애군 모두에서 농촌 거주자가 도시 거주자보다 높은 위험을 보였고 소득 수준이 낮을수록 위험은 증가했습니다.
- 일시
  
  2024년 07월 03일 (수) 오전 10시
- 연사
  
  박진아(서울대학교)
  박진아(서울대학교) 박진아(서울대학교)
학술웨비나

직류 전기 자극을 이용한 세포 집단행동 (collective tissue behavior) 프로그래밍[Nat. Commun.]

다세포 생체 시스템은 발달, 치유 및 올바른 기능을 위해 세포 집단행동(collective tissue behavior)에 크게 의존하기에 이러한 행동... 다세포 생체 시스템은 발달, 치유 및 올바른 기능을 위해 세포 집단행동(collective tissue behavior)에 크게 의존하기에 이러한 행동을 조직하고 제어할 수 있는 도구는 여러 방면으로 크게 유용합니다. Madin-Darby canine kidney (MDCK)와 쥐 표피세포(keratinocyte) 집단을 직류 전기자극에 노출하면 전류의 방향으로 이동한다는 연구에 기반한 이 연구는 3D 상피세포 구조 (3D epithelial structure) 를 직류 전기자극에 노출하면 세포의 이동뿐만 아니라 구조물 내부로 이온을 유입시켜 구조물 자체의 팽창시킬 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이는 사용자가 쉽게 프로그램할 수 있는 직류 전기 자극을 외부 신호로 활용하여 다양한 모습의 상피 구조물을 제어하고 조작할 수 있는 방법을 제시합니다.
- 일시
  
  2024년 06월 27일 (목) 오후 03시
- 연사
  
  심가운(Princeton University, 현 Hubrecht Institute)
  심가운(Princeton Universit...) 심가운(Princeton University, 현 Hubrecht Institute)
학술웨비나

IL-7에 의해 유도된 방관자 CD8 종양 침투 림프구를 통한 T 세포 결합 이중항체 면역요법의 항암효능 최적화 [Cell Rep. Med.]

T 세포 결합 이중항체 (Bispecific T cell engagers, TCEs)는 혈액 종양에서 유망한 임상적 효능을 보여주지만, 고형암에 적용하는 것... T 세포 결합 이중항체 (Bispecific T cell engagers, TCEs)는 혈액 종양에서 유망한 임상적 효능을 보여주지만, 고형암에 적용하는 것은 여전히 어려움이 있습니다. 본 연구를 통해 Fc-결합 IL-7 재조합 단백질 (rhIL-7-hyFc)이 종양 내 CD8 T 세포 환경을 변화시켜 TCE 면역요법의 효능을 높인다는 것을 보여주었습니다. rhIL-7-hyFc는 다양한 고형암종에서 종양 비특이적인 방관자 CD8 종양 침투 림프구 (tumor-infilitrating lymphocytes, TILs)를 증가시키고, 이러한 세포들은 높은 TCR-recall 능력을 지녀 종양 항원 특이적인 TCE에 의해 종양살상 능력을 획득할 수 있음을 밝혔습니다. 흥미롭게도, TCE는 종양 특이적인 CD8 TILs에는 큰 영향을 주지 않았습니다. 해당 연구결과는 rhIL-7-hyFc를 통해 고형암에서 TCE에 반응할 수 있는 방관자 CD8 TIL의 수를 증가시켜 TCE 면역요법의 항암효능을 향상시킬 수 있는 방안을 제시했다는 점에서 의의가 있습니다.
- 일시
  
  2024년 06월 26일 (수) 오전 10시
- 연사
  
  이건주(POSTECH)
  이건주(POSTECH) 이건주(POSTECH)
학술웨비나

수송 단백질 FLVCR1에 의한 인지질 머리 부분 (lipid head group)의 수송 기전 연구 [Nature]

포유류 세포 생체막을 이루는 다양한 인지질 중 가장 풍부한 두 가지 인지질인 phosphatidycholine과 phosphatidylethanolamine 은 세... 포유류 세포 생체막을 이루는 다양한 인지질 중 가장 풍부한 두 가지 인지질인 phosphatidycholine과 phosphatidylethanolamine 은 세포증식에 반드시 필요하며 각각 choline과 ethanolamine으로부터 Kennedy pathway에 의해 신생합성 됩니다. 두 지질의 필수적인 역할에도 불구하고, choline과 ethanolamine이 세포 안으로 운반되는 자세한 메커니즘은 알려져 있지 않았습니다. 본 연구는 FLVCR1이라는 단백질이 choline 과 ethanolamine 을 세포 안으로 수송하여 Kennedy pathway 를 시작 한다는 것을 보여줍니다. 또한, FLVCR1 단백질 구조를 규명하여 ethanolamine 수송에는 중요하지만 choline 수송에는 필수적이지 않은 아미노산 잔기를 확인함으로써 Kennedy pathway의 진입점이 어떻게 기능적으로 분리되는지 밝혀내었습니다.
- 일시
  
  2024년 06월 18일 (화) 오전 11시
- 연사
  
  손예은(Memorial Sloan Kettering Cancer Center/Weill Cornell Graduate School)
  손예은(Memorial Sloan Kett...) 손예은(Memorial Sloan Kettering Cancer Center/Weill Cornell Graduate School)
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대식세포 유래 세포 외 소포체 엔지니어링에 의한 당뇨성 상처재생 촉진연구 [Mol. Ther.]

Small Extracellular vesicles (EVs)는 세포에 의해 방출되며, 여러 세포 유형의 반응을 조정하는 세포간 신호 전달에 중요한 생물학... Small Extracellular vesicles (EVs)는 세포에 의해 방출되며, 여러 세포 유형의 반응을 조정하는 세포간 신호 전달에 중요한 생물학적 활성 페이로드를 주변세포로 전달하는 역할을 한다. 우리는 본 연구에서 EVs가 지닌 기능성 페이로드에 의해서 손상된 당뇨성 상처조직의 재생과 생리학적인 메커니즘을 분석하고자 하였다. miRNA array로 당뇨성 마우스상처에서 하향 조절된 miR-425-5p를 발굴하였고, EV 내에서 과발현 엔지니어링에 의한 페이로드의 역할이 수용 피부조직 내에서 아디포넥틴을 자극해 향상시키는 것으로 밝힐 수 있었다. 추가적으로 우리는 EVs를 방출하는 세포의 기원과 수용 피부조직의 추적을 위해서 세포유형별 리포터마우스를 개발하였고, 각 프로모터에 의해서 발생되는 세포와 EV는 GFP를 발광할 수 있도록 개발되었다. 우리는 대식세포에서 유래된 EV가 가장 특이적으로 수득 될 수 있음을 증명했고, GFP-EV는 48시간 내로 섬유아세포로 수송된다는 것을 추적할 수 있었다. 이러한 결과는 EV가 상처 염증의 해결, 관련 기저 각질세포의 증식 및 상처 봉합을 촉진하기 위해 피부의 세포층 사이의 세포간 신호 전달을 조정할 수 있는 능력을 가지고 있음을 시사합니다.
- 일시
  
  2024년 06월 17일 (월) 오후 02시
- 연사
  
  박동준(University of California San Diego)
  박동준(University of Calif...) 박동준(University of California San Diego)
학술웨비나

분자동역학 프로그램 개발을 통한 세포 내 생명현상의 관찰 [Nat. Commun.]

본 연구에서는 대규모 분자동역학 시뮬레이션을 가능하게 하는 프로그램 개발과 생체계의 응용을 다룬다. 아미노산을 하나의 입자로 ... 본 연구에서는 대규모 분자동역학 시뮬레이션을 가능하게 하는 프로그램 개발과 생체계의 응용을 다룬다. 아미노산을 하나의 입자로 취급하는 거친 모델은 분자역학 시뮬레이션을 통해 대규모 생명 현상을 분석하고 그 메커니즘을 이해하는 유용한 도구 중 하나이다. 그러나, 이러한 모델을 이용한 초병렬 계산을 수행하기 위해서는 계산 알고리즘의 대폭적인 개선이 필요하다. 본 연구에서는 동적 부하 분산을 수반하는 불균형 영역 분할 기법을 개발하여, 슈퍼컴퓨터 Fugaku 등에서 계산 효율을 크게 향상시키는 데 성공하였다. 이 계산기법을 CGDYN이라 명명하고, 이화학 연구소의 분자동역학 프로그램 GENESIS에 구현하였다. 또한, 프로그램의 시뮬레이션을 통해, 천연변성단백질로 구성된 응축체의 융합 과정을 관찰하여, 작은 응축체의 용해와 큰 응축체로의 재융합을 특징으로 하는 오스트발트 성장을 직접 관찰하는데 성공하였다.
- 일시
  
  2024년 06월 17일 (월) 오전 10시
- 연사
  
  정재운(RIKEN R-CCS)
  정재운(RIKEN R-CCS) 정재운(RIKEN R-CCS)
학술웨비나

miR-124-3p을 통한 FAN1 포스트 트랜스크립셔널 조절에 의한 헌팅턴병에서의 발병 지연 기작 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA,]

많은 멭델리안 유전질환, 예를 들어 헌팅턴병과 척수운동신경우추증과 같은 질병들은 CAG 삼핵산 반복 확장으로 인해 발생합니다. 명... 많은 멭델리안 유전질환, 예를 들어 헌팅턴병과 척수운동신경우추증과 같은 질병들은 CAG 삼핵산 반복 확장으로 인해 발생합니다. 명확한 유전적 원인에도 불구하고 추가적인 유전적 요소들이 해당 단일유전자질환의 발생률에 영향을 줄 수 있습니다. 특히, 전체 유전체 연관 분석에서 CAG repeat 불안정성에 관여하는 mismatch 수리 유전자들이 헌팅턴병의 발병 연령에 영향을 준다는 것이 밝혀졌습니다. 놀랍게도, 이전에 DNA repeat 불안정성과 관련이 없었던 FAN1이 가장 강력한 HD modifier 로 드러났습니다. 다양한 FAN1 유전형들이 독립적으로 HD를 수정하며, 드문 유전적 변이는 FAN1 단백질의 DNA 결합 또는 누클레아제 활성을 줄여 HD 발병을 촉진시킵니다. 그러나 드문 유전적 변이가 없는 가장 흔한 발병 지연형 FAN1 유전형 뒤에 있는 메커니즘은 여전히 불분명합니다. 여기서 우리는 전사 조절이 아닌 3'-UTR SNP rs3512에서 작용하는 마이크로RNA (miRNA)가 중요한 FAN1 eQTL 신호 및 FAN1 mRNA의 allele 불균형에 관여한다는 것을 보여줍니다. 특히, miR-124-3p는 rs3512의 참조 allele을 선택적으로 타겟팅하여 해당 allele을 함유하는 FAN1 mRNA의 안정성을 감소시키고 이로 인해 발현수준을 줄입니다. 이후의 유효성 검사 분석에서는 antagomir 및 스왑된 알렐을 사용한 3'-UTR 리포터 벡터를 포함하여 miR-124-3p의 특이성을 확인했습니다. 이러한 결과들은 rs3512의 대체 allele이 FAN1 mRNA를 miR-124-3p를 통한 포스트 트랜스크립셔널 조절에 취약하게 만들어FAN1 발현 수준을 증가시키고CAG repeat 불안정성을 완화시켜HD 발병을 지연시킨다는 것을 나타냅니다.
- 일시
  
  2024년 06월 14일 (금) 오전 10시
- 연사
  
  이종민, 김경희(Massachusetts General Hospital / Harvard Medical School)
  이종민, 김경희(Massachusetts Gener...) 이종민, 김경희(Massachusetts General Hospital / Harvard Medical School)
학술웨비나

RNA 구조 분석을 통한 마이크로RNA 생성 및 shRNA 디자인 연구 [Mol. Cell]

마이크로RNA 생성은 DROSHA에 의한 primary transcript (pri-miRNA) 프로세싱에서 시작됩니다. pri-miRNA의 구조는 효율적이고 정확한... 마이크로RNA 생성은 DROSHA에 의한 primary transcript (pri-miRNA) 프로세싱에서 시작됩니다. pri-miRNA의 구조는 효율적이고 정확한 pri-miRNA 프로세싱에 있어 중요합니다. 이러한 중요성에도 불구하고 실험방법론의 한계로 pri-miRNA 구조는 포괄적으로 알려지지 못한 상황이었습니다. 본 연구에서는 대량으로 RNA 2차 구조를 밝힐 수 있는 SHAPE-MaP 실험을 통해 476종의 인간 pri-miRNA의 구조를 정확하게 밝혔습니다. 구조 및 프로세싱 패턴 분석을 통해 pri-miRNA 프로세싱 기전을 폭넓게 밝히고 이를 shRNA 디자인에 접목해 유전자 억제 효율을 높였습니다.
- 일시
  
  2024년 06월 13일 (목) 오전 10시
- 연사
  
  백승찬(서울대학교, IBS RNA연구단, 현 브로드 연구소)
  백승찬(서울대학교, IBS RNA...) 백승찬(서울대학교, IBS RNA연구단, 현 브로드 연구소)
학술웨비나

췌장암 발병 과정에서 PRMT1의 역할과 표적 치료의 가능성 [Cell Rep. Med.]

췌장암은 초기 진단이 어렵고 효과적 치료 기법이 없어서 치사율이 매우 높은 암 종류 중 하나이다. 후성유전학적 변화가 암 발병에 ... 췌장암은 초기 진단이 어렵고 효과적 치료 기법이 없어서 치사율이 매우 높은 암 종류 중 하나이다. 후성유전학적 변화가 암 발병에 기여한다는 최근 연구 결과를 바탕으로, 유전체 및 마우스 모델 분석을 통해 췌장암에서의 후성유전학적 조절 인자로서 PRMT1을 제시했다. PRMT1에 의한 히스톤 메틸화(H4R3me2a)는 주변 히스톤의 아세틸화를 통해 염색질 접근성을 높여 전사를 촉진한다. 특히, PRMT1은 해당과정(glycolysis) 유전자 발현 조절을 통해 실제 세포 내 대사 변화를 유도, 암세포의 생장을 조절한다. 또한, 높은 해당과정(glycolysis) 유전자 발현이 항암제(Gemcitabine)의 저항성을 높인다는 연구 결과를 토대로 새로운 췌장암 치료기법으로서 PRMT1 억제제와 gemcitabine의 약물 병용을 제시하고, 그 효과를 검증했다. 이 결과는 PRMT1이 췌장암 발병 과정과 항암제 저항성을 획득하는 데 중요하고, PRMT1 억제제를 이용한 병용 치료가 새로운 췌장암 치료 기법으로서 사용될 수 있음을 시사한다.
- 일시
  
  2024년 06월 05일 (수) 오후 02시
- 연사
  
  구보민(KAIST)
  구보민(KAIST) 구보민(KAIST)