코로나 바이러스 단백질과 인간 단백질 간의 상호작용 지도 [Nat. Biotechnol.]

학술웨비나 개최완료

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2023년 01월 10일 (화) 오전 10시
김대겸(Roswell Park Comprehensive Cancer Center, State University of New York)
A proteome-scale map of the SARS-CoV-2–human contactome

Nat. Biotechnol., Published 10 October 2022 | https://doi.org/10.1038/s41587-022-01475-z

개요

							해당 세미나에서는 3가지 내용에 대해 종합적으로 발표합니다.

1. 인간 단백질 상호작용 지도
Nature. 2020 Apr;580(7803):402-408.
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2188-x
2. 코로나 바이러스 단백질과 인간 단백질 간의 상호작용 지도
Nat Biotechnol. 2022 Oct 10. Online ahead of print.
https://www.nature.com/articles/s41587-022-01475-z
3. 단백질 과발현 스크리닝을 통한 약물 저항성 유전자 발굴
현재 진행중인 미발표 연구

세미나 영상

개최 완료

학술웨비나

단일벽 탄소나노튜브를 이용한 티로시나아제 효소 피부 전달 시스템과 조직공학적 응용 [ACS Nano]

피부는 우리 몸을 감싸고 있는 제일 넓은 조직으로 다양한 외부 자극으로부터 우리 몸을 보호합니다. 따라서, 효소와 같은 큰 분자량을 지닌 물질은 특별한 전달 방식 없이는 피부를 투과하기 어렵습니다. 본 발표에서는 단일벽 탄소나노튜브와 이온영동기술을 이용하여 30 kDa이 넘는 티로시나아제 효소를 피부 내부로 원하는 깊이만큼 전달을 하고, 이 위치를 라만 분광법을 통해 분석한 연구를 공유할 예정입니다. 또한, 피부 내로 전달된 효소는 피부 내부에서 멜라닌 형성과 콜라겐 가교를 모방하여 자외선 차단 효과와 세포외 기질 밀도가 증가하는 현상을 보여줍니다.
- 일시
  
  2023년 11월 30일 (목) 오전 10시
- 연사
  
  고중현(서울대학교)
학술웨비나

팔미트산에 의한 간암 지질대사 변화의 분자 기전 연구 [Nat. Commun.]

간은 체내에서 지질 대사 항상성을 유지하는 중요한 장기이지만 간암 환자의 간에서는 포화지방산이 증가해 있다고 알려져 있습니다. 그러나 과량의 지방산에 의한 암 증식 기전이 제대로 밝혀지지 않아 근본적인 치료가 어려운 상황입니다. 본 연구는 지방산 중 팔미트산이 간암 세포 내 지질 대사를 변화시켜 간암 악성화를 초래하는 분자 기전을 밝혔습니다. 팔미트산은 암 억제 단백질인 PHF2를 팔미토일화시키고 이어서 단백질 파괴를 유도하였습니다. 또한 PHF2는 간에서 지방산 합성을 조절하는 주요 전사인자인 SREBP1c의 유비퀴틴화 효소로 작용하여 단백질 분해를 유도하였습니다. PHF2를 매개한 SREBP1c 단백질 분해는 간암 세포 내 지방산 합성과 암 증식을 모두 억제하였습니다. 즉 팔미트산의 양적 증가는 [팔미트산 → PHF2 파괴 → SREBP1c 증가 → 팔미트산 증가] 악순환 회로를 유도하여 간암을 악성화시켰습니다. 따라서 본 연구는 지질 대사와 암 증식의 상관관계를 밝혀 향후 간암 환자의 지방식이 제한이 암 치료에 도움을 줄 수 있음을 시사하고 있습니다.
- 일시
  
  2023년 11월 27일 (월) 오후 02시
- 연사
  
  정도원(서울대학교 의과대학)
학술웨비나

혈관 내피세포의 lipid droplet 메타볼리즘이 혈압 조절에 미치는 영향 [J. Clin. Invest.]

고지방 식이나 비만이 고혈압을 유발한다는 사실은 오랫동안 알려져왔지만, 어떤 메커니즘을 통해 발생하는지는 아직 정확히 밝혀지지 않았습니다. 몇 년 전 다른 그룹에서 발표한 연구에서, 고지방 식사를 하고 나서 몇 시간 후에 혈관 내벽을 형성하는 내피세포에 lipid droplet (LD)이 형성된다는 결과가 발표되었습니다. 내피세포의 메타볼리즘은 신기하게도 대부분 glycolysis를 주 에너지원으로 사용하는 등 암세포의 메타볼리즘과 유사성을 띄고 있습니다. 그래서 LD 메타볼리즘도 활성화되어 있다는 결과가 매우 흥미로웠고, 이것이 내피세포의 기능에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 LD가 내피세포에만 축적되는 마우스 모델을 개발하게 되었습니다. 놀랍게도 내피세포 내에서 LD만 축적되면 (혈중 지방 또는 다른 대사 문제가 없이도) 혈압이 상승하는 것을 발견하였으며, 이러한 메커니즘 중 하나로 LD 축적이 혈관 내의 이완을 담당하는 유전자의 mRNA 안정성을 감소시킨다는 것이 이 연구의 주요 내용입니다. '고지방 식이로 인한 혈압 상승' 이라는 이미 잘 알려져있는 현상이 내피세포의 LD 축적을 통해 일어난다는 것을 증명했다는 점에서 개념적으로 재미있는 연구라고 생각합니다.
- 일시
  
  2023년 11월 27일 (월) 오전 10시
- 연사
  
  김보아(University of North Carolina, University of Pennsylvania)
학술웨비나

지방조직 유래 미세혈관 절편(ad-MVF) 기반 줄기세포 복합치료제 연구 [Biomater. Res.]

말초동맥질환 유래된 하지허혈 질환 및 족부궤양 치료를 위한 줄기세포 치료제로써 본 연구에서 분리한 미세혈관 절편의 치료제로써의 잠재성을 확인하였으며, 미세혈관 절편 분리 기준 확보 및 미세혈관 절편의 줄기세포적 특성을 파악하였습니다. 이와 더불어 혈관재생 잠재성과 이를 통한 하지허혈 동물모델에서 치료효능을 검증하여 미세혈관 절편의 하지허혈 치료제로써의 잠재성을 검증하였습니다.
- 일시
  
  2023년 11월 22일 (수) 오후 02시
- 연사
  
  박규태(부산대학교 의과대학)
학술웨비나

퇴행성관절염에서 비소에 의해 유도된 연골 퇴행 [J. Hazard. Mater.]

현대 사회는 미세먼지를 비롯한 환경오염 물질에 노출이 심화되고 있습니다. 골관절염(OA)은 가장 흔한 퇴행성 관절 질환 중 하나로, 관절 구조 전반에 걸쳐 병리적 변화를 일으키며 전 세계적으로 약 2억 5천만 명의 환자들이 있습니다. 하지만 아직까지 그 원인은 밝혀지지 않아서 많은 연구가 절실히 필요합니다. 중금속은 주로 자연상태에 존재하거나 주로 산업 현장에서 많이 이용되고 있습니다. 이는 주로 지하수 오염을 일으키며 식수 및 농작물을 통하여 인간에게 노출되어지고 있습니다. 과도한 중금속의 축적은 인간의 건강에 심각한 문제를 초래한다고 알려져 있습니다. 하지만 중금속이 퇴행성관절염에 미치는 영향은 아직까지 연구되어 있지 않았습니다. 연골은 뼈의 말단 골단 부위에 존재하며 무혈관 결합 조직으로 구성되어 있으며 연골세포가 유일하게 존재합니다. 연골은 섬유소 콜라겐, 프로테오글리칸, 다양한 생리 활성 화합물, 용해된 간질수, 연골세포로 구성되어 있습니다. 이러한 미세 환경에서 평형을 유지하는 것은 관절 건강에 매우 중요하지만, 중금속 성분은 이러한 항상성을 교란할 수 있습니다. 이번 연구에서는 As(III)이 관절조직에 미치는 영향을 연구하였습니다. As(III)의 관절 내 투여가 연골퇴행이 이루어졌고, As(III)의 경구 투여는 DMM에 의한 연골퇴행을 가속화 시켰습니다. As(III)의 경구 투여는 연골조직에 축적됨을 ICP-MS 분석을 통해 확인하였고, 실시간 대사 분석장치와 유세포 분석법을 이용하여 대사 이상과 활성 산소 종(ROS)의 증가가 연골세포의 이화 작용/동화 작용의 불균형이 촉진되어 연골퇴행이 진행됨을 확인하였습니다.
- 일시
  
  2023년 11월 22일 (수) 오전 11시
- 연사
  
  Godagama Gamaarachchige Dinesh Suminda(제주대학교)
학술웨비나

2억 개 단백질 예측 구조에서 새로운 진화 연결고리 제시하다 [Nature]

단백질 구조를 통해 알 수 있는 단백질의 기능과 진화에 대한 정보는 모든 생명 현상에 밀접한 연관이 있다. 인공지능으로 예측된 2억 개의 거대한 단백질 구조 데이터는 생물학적 발견의 잠재력을 가지고 있다. 본 연구에서는 2억 개의 데이터베이스를 모두 클러스터링 하여 전체적이고 큰 규모의 시각으로 분석하였다. 단백질 진화의 새로운 종 간 연결과 탐색되지 않은 미지의 단백질과 도메인에 대한 연구 결과를 제시하여 의학, 약학 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
- 일시
  
  2023년 11월 20일 (월) 오후 02시
- 연사
  
  여진기(서울대학교)
학술웨비나

유전자 편집기술을 이용한 소의 우수한 품종 생산 [J. Anim. Sci. Biotechnol.]

전세계적으로 인구증가에 따른 식량부족 현상들을 극복하기 위해서 가축생산성과 축산물의 안정성을 증가시키기 위해서 많은 노력들을 하고 있습니다. 가축개량에 이용되는 대표적인 방법으로서 phenotype 기반을 통해서 많은 개량을 이루었지만, 특정 형질을 개량하기 위해서는 굉장히 많은 시간이 요구된다는 치명적인 단점이 있습니다. 본 연구는 특정 형질들을 빠르게 개량하기 위해서 유전자 편집기술을 가축에 적용하였으며, 특정 유전자가 편집된 소를 성공적으로 생산하였습니다.
- 일시
  
  2023년 11월 17일 (금) 오후 02시
- 연사
  
  김경민(라트바이오)
학술웨비나

내측 전전두엽에 의한 REM 수면 조절 [Nat. Neurosci.]

REM 수면은 빠른 안구운동과 각성 상태와 비슷하게 빠른 주파수와 작은 진폭의 뇌파를 특징으로 하는 수면의 한 단계로, 대뇌 피질의 몇몇 부위는 활발한 활동을 보이며 감정 기억의 형성과 학습 내용의 재강화에 관여한다고 알려져 있습니다. REM 수면을 조절하는 신경회로는 중뇌와 교뇌에 존재한다고 알려져 있으며 대뇌 피질의 역할에 대해서는 잘 알려져 있지 않았습니다. 본 연구에서는 내측 전전두엽 (medial prefrontal cortex)이 가쪽 시상하부 (lateral hypothalamus)로의 연결을 통해 REM 수면 단계로 이행을 유도, 이 상태를 지속시키며 REM 수면 도중 일어나는 위상성 (phasic) 활동의 빈도를 조절한다는 점을 밝혔습니다. 이는 다양한 인지기능과 REM 수면을 연결하는 신경학적 기전에서 내측 전전두엽의 중요성을 시사합니다. 또한 다양한 정신장애에서 전전두엽의 기능 저하와 REM 수면의 이상이 어떻게 관련되어 있는지에 대한 기전을 제시합니다.
- 일시
  
  2023년 11월 17일 (금) 오전 10시
- 연사
  
  홍지소(Perelman School of Medicine)
학술웨비나

Pillar/Perfusion Plate를 이용한 다이나믹 오가노이드 배양 및 테스트 [Adv. Healthc. Mater.]

오가노이드는 인체내 장기 세포나 구조를 모사할 수 있기 때문에 질병 모델로서 사용될 수 있는 가능성이 있고, 신약 개발에 직접적인 도움을 줄 수 있다. 하지만 이러한 혁신적이고 계속해서 발전되고 있는 오가노이드도 여러 가지 기술적인 문제로 인해서 아직까지 신약 개발에 광범위하게 사용되지 못하고 있는 실정이다. 특히, 오가노이드는 줄기 세포로부터 유래되기 때문에 배양 시간이 길고 복잡하며, 비교적 크기가 커서 배양중 세포의 괴사가 일어나기 쉽다. 따라서 오가노이드를 대량 생산하거나 약물 테스트에 필요한 반복 재현성 있는 실험 결과를 얻기가 쉽지 않다. 이러한 문제점을 해결하고 오가노이드를 동물 대체 실험에 사용될 수 있는 유용한 툴(tool)로 사용하기 위해서 필러/퍼퓨전 플레이트 (pillar/perfusion plate)를 개발하였다. 필러/퍼퓨전 플레이트는 기존의 미세 유체 장치 (microfluidic device)의 문제점들을 해결하기 위해서 만들어졌으며, 3D 바이오프린팅 (3D bioprinting)이나 스탬핑 (stamping) 방법을 통하여 하이드로젤 안의 세포를 필러 플레이트 (pillar plate) 위에 빠르게 올릴 수 있다. 필러 위의 줄기 세포는 정적 (static) 또는 동적 (dynamic) 방법으로 딥 웰 플레이트 (deep well plate)나 퍼퓨전 플레이트 (perfusion plate) 안에서 배양이 가능하다. 또한 필러 플레이트 위의 오가노이드 분석도 기존의 장비나 현미경을 통하여 가능하기 때문에, 쉽게 오가노이드를 배양해서 실험에 사용할 수 있도록 한다. 본 발표에서는 필러/퍼퓨전 플레이트가 가지고 있는 유니크한 특징과, 간 및 소장 오가노이드 배양 결과에 대해서 소개를 하고자 한다.
- 일시
  
  2023년 10월 30일 (월) 오전 11시
- 연사
  
  이무열(University of North Texas)
학술웨비나

알츠하이머병의 남녀 발병률 차이 규명을 위한 당 대사 및 혈액 바이오마커 분석 연구 [Exp. Mol. Med.]

치매의 가장 큰 비중을 차지하는 알츠하이머병은 남성보다 여성에게서 특히 발생빈도가 높고 진행속도가 더 빠르다고 알려져 있다. 하지만 어떠한 생물학적/환경적 요인에 의해 남녀의 차이가 발생하는지에 대해서는 아직까지도 불분명하다. 본 연구는 종적 추적 연구를 통해 뇌 속 당대사율 남녀 차이와 이것의 혈액 바이오마커와의 연관성을 최초로 밝혀내었으며, 알츠하이머병 여성 특이적 당대사율 관련 유전자를 새롭게 찾아내었다. 이러한 남녀의 질병학적 차이는 알츠하이머병을 성별에 따라 정밀하게 진단하여야 한다는 것을 의미하며, 종적인 추적 관찰을 통해 효과적인 진단 및 치료법이 필요함을 보여주는 결과이다. 이에 본 연구는 향후 알츠하이머병의 정밀의학적 진단 및 치료법 개발에 큰 기여를 할 것이며, 성별에 따른 적절한 환자 맞춤형 치료 표적을 제시할 수 있을 것으로 보인다.
- 일시
  
  2023년 10월 23일 (월) 오전 11시
- 연사
  
  박종찬(성균관대학교)