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Antisense oligonucleotide를 이용한 치료제 시장 및 기술 동향
박도현 (EPFL)
Antisense oligonucleotide는 단일 가닥의 oligonucleotide로서 타깃 pre-mRNA 혹은 mRNA에 결합하여 타깃의 분해, isoform-switching 그리고 translation 억제 등의 방법을 통하여 타깃의 발현을 조절하는 메커니즘을 지닌 약물이다. 염기서열에 기반한 약물로서 유전적 변이를 가진 타깃에 대한 높은 선택성을 가지고 있지만 조직 분포 등의 단점 역시 가지고 있는 약물이다. 이 리뷰를 통해 ASO의 장점을 극대화하려는 기술적 시도와 이를 바탕으로 한 약물의 개발과 승인을 다룰 예정이며 ASO 기술이 나아갈 방향을 살펴볼 수 있는 관점을 제시하고자 한다.
2022.03.02 | 조회수 4,188 | 추천 2
탄소중립(carbon neutrality) 실현을 위한 생명공학 연구동향
한형진 (가톨릭관동대학교 국제성모병원 피부과학교실)
화석연료의 연소, 난방, 운송, 삼림 벌채 등 여러 요인에 의해 발생하는 환경의 파괴는 대기 중의 온실가스를 증가시켜 결국 지구 온난화라는 결과를 가져오게 되었다. 그중에서도 지구온도 급상승의 가장 큰 주범은 이산화탄소(CO2라 할 수 있다. 지구 온난화를 해결하기 위한 가장 획기적이고 유망한 기술 중 하나는 CO2를 유용한 부가가치 상품으로 변환시키는 것이다. 이와 관련하여 다량의 CO2를 포함하는 산업 배출물(industrial waste)로부터 새로운 제품을 창출할 수 있는 시스템의 개발에 대한 범세계적인 관심이 집중되고 있는데, 그중에서도 CO2를 변환시키는 바이오-프로세스(bio-processes)와 상품 가치가 높은 유기화합물 (organic compounds)을 생성하는 바이오 프로세스를 통합시키는 기술 플랫폼이 특히 주목받고 있다. 이러한 기술의 통합은 한 산업의 전 과정을 탄소 중립적으로(carbon-neutral) 탈바꿈할 수 있다. 본 동향리포트에서 저자는 생물학적 촉매의 역할을 수행하는 혐기성 균종(anaerobic biocatalyst), 가스 발효 및 효소 촉매를 사용한 생물학적인 CO2 완화의 연구 활동에 대한 통찰력을 강조한다. 이러한 기술의 관점 및 과제에 대해 설명하고자 한다.
2022.02.10 | 조회수 4,035 | 추천 0
코로나 19 대유행 혼란속의 공존 : 오미크론 변이가 풍토병으로의 전환을 앞당길 수 있는가?
박미정 (서울대학교 의과대학)
코로나 19 대유행이 3년째로 접어들었다. 지난 2년 동안 변이를 거듭하는 바이러스에 감염되지 않으려고 노력했던 우리는 여전히 혼란 속에서 공생하고 있다. 대유행은 비접촉과 비대면이라는 새로운 국면을 제시했고, 안전한 거리 두기는 단절로 이어졌다. 인류는 바이러스에 맞서는 존재로서 하나로 묶여있다. 오미크론 변이바이러스는 백신 접종률이 매우 낮은 지역에서 출현했다. 오미크론 변이로 인한 감염 사례는 전 세계에서 매일 백만 건 이상 꾸준히 발생하고 있다. 짧은 시간 동안의 감염자 급증으로 바이러스가 돌연 변이할 기회는 더 많아진다. 오미크론 변이는 예방 접종이나 이전 감염으로 형성된 면역 보호를 회피할 수 있다. 면역 효과도 시간이 지남에 따라 약해진다. 면역 약화와 면역 회피는 백신 접종자의 돌파 감염이나 반복 감염으로 이어질 수 있다. 면역 효과가 얼마나 지속될지, 오미크론 변이 이후에 병독성이 변화된 다른 변이바이러스가 출현할지 수학적 확실성이 아직 부족하다. 위험의 임계 수준을 적절하게 재정의하기 위해서 감염병 대응의 한계에 대한 더 나은 이해가 필요하다. 이 글은 오미크론 변이바이러스의 발생상황과 대응을 고찰한 글이다. 감염의 특징을 바르게 인식을 하면서 코로나 19와 공존하는 생활 방식을 찾기 위해서이다. 오미크론 변이바이러스의 확산은 전 세계 인구의 약 60%가 첫 번째 백신 접종을 받은 후에 발생했다. 이때까지 전 세계의 공식적인 감염자는 3억 명이 넘는다. 이러한 수준의 면역과 감염이 풍토병으로의 변곡점이 될 수 있을까? 아직은 계절성 인플루엔자 독감과 같은 예측 가능한 형태를 보이지 않는다. 현재 코로나 19 발생 기울기는 수직으로 상승하는 직선이거나 일부 지역에서 유턴이 포착될 뿐이다. 코로나 19 대유행을 직시하면서 이 상황을 어떻게 전환시킬지 모색하였다.
2022.01.27 | 조회수 5,978 | 추천 46
CRISPR 이후 개발되는 염기 편집 도구들
한승엽 (Baylor College of Medicine)
CRISPR-Cas9의 등장은 생명과학 연구와 의학뿐만 아니라, 유전공학에 이르기까지 많은 변화들을 가져왔다. 단순한 유전자 편집 도구로서의 기능뿐만 아니라, 다양한 활용으로 많은 연구들이 진행되고 있다. 현재 활발하게 이루어지고 있는 CRISPR-Cas9의 정확도와 활용도를 높이기 위한 노력과 CRISPR-Cas9를 대체 혹은 보완하기 위한 연구들에 대해 알아보고, 앞으로 염기편집 도구가 발전해야 할 방향에 대해서 알아보고자 한다.
2021.12.09 | 조회수 6,180 | 추천 3
법유전학 분야에서 최근 이루어진 혁신적 변화들
한형진 (가톨릭관동대학교 국제성모병원 피부과학교실)
범죄 수사 과정에서 채취한 생물학적 증거물에 대한 DNA 프로파일링 분석은 해당 프로파일이 대규모 DNA 데이터베이스에서 발견되거나 용의자로부터 생성된 프로파일과 일치(match)할 경우 매우 강력한 증거로 작용한다. 단, 일치하는 DNA 프로파일이 발견되지 않거나, 검체의 DNA 함량이 너무 낮거나, 분석하기에 너무 품질이 저하된 DNA일 경우, 기존에 널리 사용되던 짧은 연쇄 반복(short tandem repeat, STR)에 기반한 프로파일링 기법은 그 가치가 크게 제한될 수밖에 없다. 최근 들어, 법의유전학(forensic genomics) 분야는 난해한 법의학적인 검체 분석을 용이하게 하고, 유전물질을 포함하는 생물학적 검체의 공여자에 대한 세부적인 정보를 생성해 낼 수 있는 다양한 혁신적인 방법들을 도입하기 시작하였다. 본 동향리포트에서 저자는 STR 및 기타 바이오마커 기반의 DNA 프로파일링 분석에 대규모 병렬 시퀀싱(MPS)의 적용, 혼합 DNA 검체 분석의 새로운 방법론, 특히 확률론적 유전형 타이핑(probabilistic genotyping) 기법의 적용, 용의자 파악을 위한 RNA 프로파일링의 응용, 범죄 현장에서 분리된 체액(body fluid)의 동정, 법의학적으로 의미 있는 외형 표현형을 예측하기 위한 SNP 바이오마커 분석, 검체에서 분리된 조직의 유형(tissue type)을 파악하고 용의자의 나이를 추정하기 위한 후생유전학적 테크닉, 즉 DNA 메틸화 분석 등, 그리고 법의학적인 유전 계보의 분석(pedigree analysis) 등을 포함하여 최근에 이루어진 기술 진보에 대하여 설명한다. 현재 시점에서 법의유전학 분야의 핵심 과제는 법의학의 관행을 최대한 반영하여 이러한 혁신적인 기법들이 수사 진행에 최대한 도움이 되는 방향으로 적용할 수 있게 하는 구체적인 방안을 고민하는 것이다.
2021.11.23 | 조회수 3,007 | 추천 2
고혈압의 면역조절 연구동향
강완석 (㈜비엔텍)
고혈압은 심혈관계 질환으로 인한 사망의 주요한 원인으로 손꼽힌다. 현재까지 다양한 치료법이 개발되었으나, 반절 이상이 유효한 효과를 얻지 못하곤 한다. 혈관, 신장, 중추신경계 각각의 이상 증상을 원인으로 하는 병인론이 많이 알려져 있으나, 수많은 케이스와 연구에도 불구하고 명확하게 원인이 정의되어 있지 않은 상황이다. 이는 각 환자마다 다른 메커니즘으로 발생할 수 있다는 의미이기도 하다. 다행히도, 누적된 연구결과를 통해 여러 병인론을 관통하는 일관된 메커니즘이 존재한다는 사실이 알려지게 되었다. 고혈압의 발생 시 혈관 내벽, 신장, 중추신경계에 면역세포의 유입이 일어나고, 이는 산화적 스트레스를 통해 각기 혈관의 저항성, 신장의 레닌-안지오텐신 시스템, 중추신경계의 교감신경 활성 조절을 일으켰다. 이러한 면역세포를 결핍시킨 쥐에서는 고혈압 자극이 일어나도 내피 기능 및 조직 손상이 보존되고, 산화적 스트레스가 감소하였으며, 혈압이 증가하지 않았다. 이러한 연구결과들은 면역세포가 고혈압 발생에 있어서 중요한 역할을 한다는 근거가 된다. 따라서, 이러한 면역세포의 기능과 조직과의 상호작용을 이해하는 것은 새로운 고혈압 치료 방법의 연구 및 개발에 중요한 근거자료가 될 것이다.
2021.11.04 | 조회수 2,381 | 추천 2
연구윤리 측면에서 연구재현성에 대한 논란과 대응
김재호 (교수신문)
현대과학은 표준화와 디지털화라는 두 개의 축으로 발전해왔다. 연구설계부터 과학저널의 논문출판은 대부분의 실험들이 따라야 할 연구단계이다. 특히 디지털화는 데이터 생성과 분석으로 연구결과를 수치화하는 데 기여하고 있다. 하지만 그 과정에서 데이터를 일부러 누락하거나 조작하는 등 의심스러운 연구관행과 연구부정은 끊이지 않고 있다. 연구재현성은 연구반복성을 포괄하며 양질의 연구를 위한 투명한 조건이다. 연구재현성은 실험·관찰연구에 의한 결과는 다른 연구자가 같은 방법으로 연구과정을 시도했을 때 측정 값과 측정 결과가 거의 같아야 함을 의미한다. 연구재현성은 연구진실성을 추구한다. 연구재현성을 좀 더 세부화하면 분석적, 직접적, 체계적, 개념적 연구재현성으로 나눌 수 있다. 연구재현성의 핵심 요소들로는 연구 목표, 연구설계의 특징, 연구 대상, 측정 수단, 측정 조건 등이 있다. 과학연구자들을 대상으로 한 연구재현성에 대한 설문조사에서 대다수는 위기가 있다고 답했다. 이 때문에 연구재현성을 위한 절차 마련에 노력하고 있으나 여전히 3분의 1 가량은 관련 방침을 갖추지 못하고 있다. 연구재현성 위기를 초래하는 원인은 논문출판 압박이 주 원인이다. 승진과 실적을 위해 논문출판에 유리하도록 데이터를 누락하거나 선별하는 경우가 있다. 또한 부족한 통계법과 분석 기술 및 연구자원, 불충분한 동료 검토와 교육 등도 원인이다. 네덜란드 과학 연구자에 대한 대대적인 실태조사 결과, 의심스러운 연구관행에 자주 참여했다는 답이 51%였다. 한편, 연구재현성이 부족한 논문은 언론이나 다른 연구자들로부터 더욱 주목을 받는 것으로 나타났다. 즉, 연구재현이 가능한 논문보다 불가능한 논문이 훨씬 더 자주 인용됐다. 연구재현성을 확보할 수 있는 대안으로 연구설계안을 사전 검토하거나 동료 연구에 대한 비판적 검토가 가능한 연구문화를 마련하자는 의견이 제시된다. 특히 통계법과 연구윤리 교육으로 논문출판 후 뿐만 아니라 사전에 연구재현성 확보를 위한 노력이 필요하다.
2021.11.02 | 조회수 3,459 | 추천 3
미생물을 활용한 플라스틱 생물학적 분해 동향
임현규 (University of California San Diego)
인류가 플라스틱을 사용하기 시작한 이래로 사용량이 폭발적으로 증가하여, 한 해 전 세계에서 생산되는 플라스틱의 양은 3억 7천만 톤에 이르고 있다. 하지만 이 중 약 9% 만이 재활용 될 뿐, 나머지 방대한 양의 폐기물은 대부분 그대로 버려져 우리 주변 어디선가 수십-수백 년 동안 안정한 상태로 존재할 것으로 예상된다. 본 연구 동향 보고서에서는 우리가 사용하는 석유계 플라스틱에 대한 개괄적인 설명과 플라스틱의 비생물학적 및 생물학적 분해 방법을 소개하고자 한다. 특히 플라스틱의 근본적인 분해 방법이라 여겨지는 생물학적 분해 방법에 대하여 플라스틱 종류별로 최신 연구 동향을 정리하여 소개한다. 끝으로 현 연구 동향에 기초하여 앞으로의 연구 방향에 대한 제언을 하고자 한다.
2021.10.21 | 조회수 11,548 | 추천 0
동물모델을 활용한 감염병 전임상 연구동향
김연주 (St. George's hospital University of Lond...)
동물 모델은 감염성 유기체와 숙주 면역의 전달 및 발병 기전을 이해하는 데 중요하다. 대표적으로 백신 및 치료제 개발 시, 감염에 대한 생물체의 체내반응과 부작용 여부에 관한 테스트를 위해 동물 모델을 활용한 전임상 연구는 필수적이라고 할 수 있다. 하지만 동물 모델을 사용한 연구 및 실험을 수행하기에 앞서서 연구자 및 실험의 주체들은 윤리적 고려 사항의 숙지, 실험의 목적과 프로토콜의 충분한 검토를 거쳐 무엇보다도 동물을 이용한 연구의 수행을 정당화할 의무가 있다. 일단 정당한 이유로 동물실험의 필요성이 있다고 판단되었다면 본격적인 실험을 수행하기에 앞서 ‘어떤 동물 모델이 가장 적합한가?’ 및 ‘어떻게 실험을 설계해야 과학적으로 유용한 데이터를 확보하는 동시에 동물 복지 측면에서 윤리적 문제가 발생하지 않을까?’라는 질문에 적절한 답을 찾는 것이 선행되어야 한다. 이 동향보고서에서는 동물 모델의 전반적인 활용 분야를 알아보고 자주 사용되는 동물의 종류 그리고 전 세계적인 동물 모델 이용 실험의 규제 현황과 기타 고려해야 할 사항에 대해 논의 하고자 한다.
2021.10.05 | 조회수 3,879 | 추천 4
숙주-미생물 상호작용
이영애 (서울대학교)
숙주와 미생물(바이러스, 박테리아, 곰팡이, 기생충)의 상호작용에 대한 이해로 거의 한 세기가 넘는 동안 미생물이 감염되었을 때 질병을 유발하는 요인으로 작용한다는 것에 초점을 둔 연구들이 대부분이었다. 하지만, 최근 10여 년 동안에는 다양한 연구 기법들로 미생물과 숙주의 상호작용이 항상 질병을 초래하는 것이 아니라 건강에 유익한 방향으로 작용할 수도 있다는 것이 밝혀지면서 숙주와 미생물의 관계의 폭이 기존의 생각보다 매우 다양하고 복잡한 시스템인 것으로 확인되었다. 미생물이 숙주 세포 및 조직과 어떻게 상호작용하는지에 대한 깊은 통찰과 특히 병원체가 감염된 후 질병을 일으키는 메커니즘에 대한 이해는 미생물이 야기하는 질병을 예방하고 치료법을 개발하는 데 필수적이다. 따라서, 본문에서는 숙주와 미생물 간의 현재까지 알려져 있는 다중적인 상호작용에 대해 자세히 서술하고 또 향후 필요한 연구들은 무엇인지에 대해 서술하고자 한다.
2021.09.28 | 조회수 3,277 | 추천 2
 
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