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통합구조생물학(Integrative Structural Biology)의 동향
김현민 (서울대학교)
통합구조생물학은 기존의 구조생물학 실험을 포함한 다양한 실험적 기법들과 계산 기법을 통합적으로 활용, 생물학적 타겟의 3D 구조 모델을 제시하는 분야이다. 본 동향 리포트에서는 통합구조생물학 모델 구축 방식에 대한 전반적인 내용 및 최근 연구 결과와 함께, 해당 분야에서 선결 과제로 인식되고 있는 부분들에 대해 다루었다.
2021.03.16 | 조회수 3,076 | 추천 1
나노바이오기술의 산업화 및 표준화 동향
이문근 (나노종합기술원)
코로나 판데믹으로 2020년 한 해를 모조리 잃어버린 안타까운 현실에서, 생명공학 분야 연구자들은 이를 극복하기 위해 나노바이오 기술을 응용하여 진단기기·백신·치료제를 빠르게 개발하고 있다. 이 뿐만 아니라, 현재 의약품·분석기기·화장품·농수산 등의 분야에서 나노바이오기술을 응용하여 기술적 한계를 극복하고 새로운 기능을 구현한 시제품이 개발되고 있으며, 일부 제품은 시장에 출시되어 사회적인 관심을 불러일으키고 있다. 본 보고서에서는 이러한 기술적인 노력이 산업계에 반영되고 더 나아가 표준화를 추진하는 국제적인 동향을 살펴본 후, 향후 국내 나노바이오 분야의 발전을 도모하기 위하여 필요한 전략이 무엇인지 도출하고자 한다.
2021.03.09 | 조회수 5,287 | 추천 0
상피-중간엽(epithelial-mesenchymal) niche가 줄기세포 분화에 미치는 영향
김현이 (연세대학교)
최근의 줄기세포 연구들, 특히 상피줄기세포에 대한 연구들은 줄기세포가 주변의 미세환경에 의해 크게 좌우되는 양방성의 역동적인 상태에 있음을 보여준다. 줄기세포의 미세환경은 “niche”라 불리며 이는 줄기세포와 줄기세포로부터 분화되어 나온 상피성 자손세포(progeny), 그 주위를 둘러싸고 있는 다양한 중간엽성 세포들 그리고 세포외기질들로 구성된다. 본 글은 위장관의 발생과 위장상피의 항상성 유지 및 재생과정에 관해 축적된 다양한 연구들을 살펴봄으로써 상피-중간엽 niche가 줄기세포에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 발생학적 연구들은 선구적인 실험들을 통해 장의 상피와 중간엽의 기원이 되는 내배엽과 중배엽 간 상호작용을 조직 수준에서 일찍이 규명하였다. 하지만, 발생과정의 역동적인 변화를 개별 세포 수준에서 설명하는 데는 어려움이 있었다. 이후 발생과정에 비해 비교적 그 변화는 덜하면서도 성체에서 그 과정을 일부 재현하는 재생과정에 대한 연구가 활발해 지면서 줄기세포와 그 주변 세포들 간의 상호작용에 대한 구체적인 그림이 그려지기 시작한다. 이 연구들에 따르면 위장관의 발생은 초기에서부터 Hh, BMP, Wnt, Notch 등의 신호전달계를 통한 내배엽과 중배엽 간의 상호작용에 의해 이뤄지며, 발생 이후에도 동일한 기작을 바탕으로 한 상피-중간엽 간의 상호작용을 통해 장기의 항상성이 유지되고 재생이 일어난다. 재생과정의 연구로부터 밝혀진 세포 간의 상호작용기작은 더욱 복잡한 발생과정을 줄기세포와 niche 세포들 간의 상호작용이라는 관점에서 다시 이해할 수 있는 기초를 제공할 것으로 보인다.
2021.03.02 | 조회수 2,978 | 추천 0
포스트 코로나19 시대를 위한 변화와 적응
서현욱 (서울대학교)
2020년 전 세계를 팬데믹으로 몰아넣었던 코로나19와의 싸움은 아직도 진행 중이다. 현재 전 세계 코로나19 감염자 수는 약 1억 명, 사망자 수도 220만 명을 넘어섰지만 (2021년 1월30일 기준), 지난 일 년 동안 과학자들은 전례가 없을 정도로 빠른 시간 내에 코로나19 백신 개발에 성공하였고, 많은 사람들이 일상생활에 어려움을 겪으면서도 감염병 예방수칙을 지키며 추가 확산방지를 위해 고군분투하고 있다. 바이러스 감염에 취약한 계절인 겨울에 들어서면서 백신접종을 통해 코로나19와의 싸움에서 이기기 위한 마지막 문턱에 진입한 이 시기에 우리는 코로나19 팬데믹이 종결된 이후인 포스트 코로나19 시대를 맞이하기 위한 새로운 과제를 풀어야만 한다. 인류는 역사 속에서 흑사병, 스페인독감 등 여러 질병과 바이러스의 위협을 끊임없이 받아왔으며, 현재는 ‘코로나19’라는 신규 바이러스의 위협을 받고 있는 중이다. 이에 대해 전문가들은 바이러스뿐만 아니라 환경파괴, 지구온난화 등의 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 우리의 생존에 위협을 주고 있다고 한 목소리로 주장한다. 이와 동시에 18세기 중반에 시작된 공업화 위주의 제3차 산업혁명을 지나 21세기에 인공지능과 정보화 지식을 바탕으로 한 제4차 산업혁명(4IR)을 맞이하고 있다. 백신이 개발되고 전 세계가 백신 수급과 접종에 들어서게 되면 코로나19 팬데믹은 결국은 종식될 것이고, 우리는 포스트 코로나19 시대를 맞이함과 동시에 이에 대한 변화에 적응해야만 한다. '온고지신(溫故知新)'이라는 말처럼 우리는 지나간 일들을 교훈 삼아 새로운 것을 배우게 된다. 이제 우리는 전 세계를 팬데믹 상황으로 만들었던 코로나19 바이러스 극복을 교훈으로 삼아 앞으로의 새로운 바이러스의 위협을 잘 극복하고 더 나은 미래를 준비할 수 있는 행동과 마음가짐이 어느 때보다 필요한 시기이다.
2021.02.23 | 조회수 6,776 | 추천 0
중증 질병에 의한 근위축증의 연구 동향
손영훈 (Emory University)
근위축증은 근육 자체의 질병 또는 중증 만성 질병들(암 악액질, HIV/ AIDS, 만성심부전증, 만성폐색성폐질병, 패혈증 등)에 의해서 근육 질량 및 기능의 감소로 인해 발생한다. 근위축증에 의한 근육 손상은 단기적으로 자유롭게 움직이지 못해 불편하고, 장기적으론 삶의 질을 저하시키고 사망률을 증가시킨다. 질병 치료에서 근위축증 유무는 치료 방법뿐만 아니라 질병의 예후 및 치료 효과까지 변화시킨다. 따라서 근위축증 관련 진단은 임상 분야에서 잘 알려져 있지만, 예방제 혹은 치료제에 대한 연구는 아직 진행 중에 있다. 본 보고서에서는 근위축증을 유발하는 중증 질병과 그 요인들 그리고 근위축증 기작에 대한 동향을 살펴보고자 한다.
2021.02.16 | 조회수 2,503 | 추천 1
구강 마이크로바이옴 연구 동향
황인성 (㈜닥스메디)
인체 마이크로바이옴 프로젝트를 시작으로 급성장한 마이크로바이옴 분야는 바이오 산업의 새로운 분야를 개척하고 있으며, 특히, 새로운 형태의 신약으로 활용될 수 있다는 점에서 많은 관심을 받고 있다. 인체의 여러 부위 중 구강은 인체 내 기관의 입구로서 미생물이 우리 몸 안에 들어오는 직접적인 통로이자 다양한 미생물의 좋은 서식처이다. 구강의 마이크로바이옴은 구강의 질환뿐만 아니라 치매를 포함한 전신 건강과 연관되어 있다는 연구 결과 또한 지속적으로 축적되고 있다. 전 세계적으로는 구강 검체 은행을 구축하고, 다양한 구강 마이크로바이옴 데이터베이스를 구축하고 있으며, 큰 규모의 종단 임상 연구가 활발히 진행되고 있다. NGS와 ICT의 발전과 함께 구강 마이크로바이옴 연구는 종분류 연구를 넘어 기능과 상호작용 연구로 확대되고 있으며, 상관 관계 연구에서 인과 관계 연구로 전환되고 있다. 지속적인 투자와 대규모 연구를 통해 공생체인 마이크로바이옴과 숙주인 인체의 숨겨진 관계가 밝혀지기를 기대한다.
2021.02.09 | 조회수 9,026 | 추천 2
퇴행성 신경 질환과 신경 염증의 연관성에 대한 연구동향
박진우 (Vanderbilt Autonomic Dysfunction Center,...)
퇴행성 신경 질환에서 신경 염증 반응이 미치는 영향에 대한 관심과 관련 생체 표지자 발굴에 대한 연구가 활발하며, 이를 타겟으로 한 치료제 개발을 위한 노력이 계속되고 있다. 특히 알츠하이머병과 파킨슨병에서 관련 연구가 많이 이루어져 왔으며, microglia, astrocyte 그리고 이들로부터 분비되는 cytokine과 다양한 단백질을 중심으로 한 복잡하고 다양한 염증 관련 기전들과 이들의 Aβ와 α-synuclein과의 상관관계가 밝혀지고 있다. 본 동향리포트에서는 신경염증반응이 퇴행성 뇌질환에서 관심을 받게 된 배경 연구들과 관련성에 대한 다양한 실험 및 연구들을 알츠하이머병과 파킨슨병을 중심으로 소개하고, 최근 진행되고 있는 치료제 개발에 대한 현황에 대해서 소개하고자 한다.
2021.02.02 | 조회수 5,892 | 추천 0
단백질 삼차원 구조에 기반한 신약 디자인 동향
성상현 (서울대학교 생명과학부)
생명과학의 가장 큰 목표 중 하나는 인간의 생명 현상에 대해 잘 이해하고 건강한 삶에 기여하는 것이다. 이를 위해 역사적으로 신약 개발에 상당한 비용이 투입되었으며, 개발에 성공할 경우 대부분 인류의 복지에 크게 기여한다. 그러나, 신약 개발 프로젝트는 투입되는 비용 대비 성공률이 낮기 때문에 쉽게 접근하기 힘든 것도 사실이다. 더 좋은 효과를 내는 신약을 찾고, 그 과정에서 실패 확률을 낮추려는 노력은 지속적으로 존재했다. 본 글에서는 특정한 타겟(주로 단백질)의 구조에 대한 정보를 출발점으로 하여 신약을 디자인하는 방법론에 대해 소개한다. 구조를 기반으로 신약을 개발하려는 노력은 역사가 오래되었는데, 최신의 방법론이라고 할 수 있는 ‘조각’ 기반의 방법론에 초점을 맞추었다. 조각은 작은 크기로 인해 기존의 큰 분자 위주의 리간드에 비해 많은 장점을 가지며, 스크리닝 과정의 비용이 낮기 때문에 신약 디자인 프로젝트에 대한 진입 장벽 또한 낮다. 그리고 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션이 타겟과 리간드의 결합을 예측하고 평가하는 능력이 발전하면서 신약 개발 과정에서 필수적으로 사용되고 있다. 본 글에서는 이러한 방법론들의 특징과 장점 그리고 남아있는 도전 과제 및 앞으로의 발전 방향에 대해서 소개한다.
2021.01.26 | 조회수 6,623 | 추천 3
코로나19의 감염과 완치
이영애 (서울대학교)
2019년 12월에 중국 후베이 성 우한지역에서 새로운 병원성 바이러스인 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스-2(SARS-coronavirus 2, SARS-CoV-2)의 처음 출현으로 신종 감염성 호흡기 질환(COVID-19)이 중국 내에서 급속한 확산을 시작으로 현재까지 전 세계적으로 급속하게 확산이 진행되고 있다. 세계보건기구 WHO는 2020년 3월 11일에 SARS-CoV-2가 원인인 전염병 COVID-19 팬데믹(pandemic)의 발병을 공식적으로 선언했다. 2020년 12월 중순까지 세계보건기구 WHO가 보고한 바에 따르면 전 세계적으로 72,851,747명 이상의 COVID-19 사례가 발생하였고, 1,643,339명 이상의 사망을 야기하였다.    본 글에서는 SARS-CoV-2의 전염성, 입원 및 사망률이 다른 전염성 코로나바이러스인 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스(SARS-CoV), 중동호흡기증후군 코로나바이러스(MRS-CoV) 및 유행성 독감(Influenza)과 어떻게 다른지를 비교한 결과들에 대해 알아보고, 현재 COVID-19의 효과적인 치료를 위해 어떠한 방법들이 알려져 있는지에 대해 기술하고자 한다.
2021.01.19 | 조회수 3,827 | 추천 1
코로나 19 백신 접종과  예방 접종 후 이상 반응 모니터링
박미정 (서울대학교 의과대학)
코로나 19는 새로운 바이러스에 의한 감염병이지만 백신의 역사도 새롭게 쓰고 있다. 2020년 한 해 동안 코로나 19 팬데믹 선언, 백신 개발과 생산, 임상 시험, 예방 접종까지 모두 이루어졌다. 지금까지는 효과적인 백신의 개발 연구만 하더라도 수년에서 10년 이상 걸렸다. 백신의 안전성과 유효성에 대한 결론을 내리기 위해서는 모두 4단계에 걸친 임상 시험을 통과해야 하는데, 동물을 대상으로 시험하는 전임상 단계만 해도 평균 1~2년이 걸린다. 이러한 과정을 통과해도 허가를 받고, 시판 전 품질을 검사하는 국가 출하승인 절차를 거쳐 보급된다. 그러나 코로나 19의 전 세계 대유행에 대응하기 위해 백신의 개발과 보급에는 그러한 시간이 소요되지 않았다. 코로나 19 감염병 대응을 위하여 신속한 백신의 개발, 허가를 위한 유연한 절차, 생산과 보급을 촉진하고자 과학자들과 국제사회, 정부의 노력이 모였다. 백신은 중증을 예방하는 효과에서 이제는 지역 사회의 전파를 차단하고 잠재적으로 집단 면역을 확립하는 효능으로 전환되고 있고, 나아가 선천적 면역 체계의 활성화 상태의 변화를 자극함으로써 다른 병원체에 의한 감염에도 그 반응성의 장기적인 변화를 유도할 수 있도록 확장될 것으로 기대된다. 하지만 코로나 19 백신은 발생 국가에 고르게 분배되지 않을 것이다. 또 지역 사회에는 예방 접종을 받지 않은 사람들이 여전히 남아 있을 수 있다. 코로나 19 감염 예방을 위한 공중 보건 조치로서 백신 접종의 수행과 예방 접종 후 이상 반응 모니터링에 대하여 고찰하였다.
2021.01.12 | 조회수 7,390 | 추천 22
 
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