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단백질 단편 상보 분석으로 밝힌 환경 변화에 따른 유전 변이와 복합체 결합력의 정량적 상관관계
유전변이가 질병을 유발하는 새 경로, 단백질 상호작용 양적 형질 유전자좌(piQTL) 대규모 규명
숙주 게놈에 잠복한 바이러스 DNA, 후성유전 표적 메틸화로 영구 침묵 유도
대식세포 표현형 전환 조절로 당뇨병성 만성 궤양 치유의 실마리를 찾다
척수성 근위축증 치료제의 전달 장벽과 고비용 한계, 차세대 생체소재로 넘는다
🗞️ News Wire
단백질 단편 상보 분석으로 밝힌 환경 변화에 따른 유전 변이와 복합체 결합력의 정량적 상관관계
배경 게놈 해독 기술의 발전으로 수많은 유전 변이가 발견되었으나, 이들 변이가 실제 세포 내에서 어떤 생화학적 변화를 일으키는지 규명하는 작업은 여전히 까다로운 과제로 꼽힌다. 기존 유전체 연구는 주로 단일 단백질의 발현량 변화나 아미노산 서열 치환에 따른 단백질 구조 붕괴 여부에 초점을 맞추어 왔다. 질환 연관 변이를 해석할 때 단백질 상실(Loss-of-Function) 여부만을 단편적으로 평가하던 방식이 대표적이다. 세포 내 생명 현상은 개별 단백질의 독립적인 작용이 아니라 복잡하게 얽힌 단백질 상호작용(Protein-Protein Interaction, PPI) 네트워크로 유지된다. 대다수 유전 변이는 단백질 기능을 완전히 파괴하…
유전변이가 질병을 유발하는 새 경로, 단백질 상호작용 양적 형질 유전자좌(piQTL) 대규모 규명
배경 게놈 전장 유전체 연관분석(GWAS)은 수많은 유전 변이와 표현형 간의 연결고리를 밝혀냈으나, 이들 변이 대다수는 단백질 아미노산을 직접 바꾸지 않는 비부호화(non-coding) 영역에 위치한다. 학계는 이러한 변이들이 표적 유전자의 전령 RNA(mRNA) 발현량을 조절하는 발현 양적 형질 유전자좌(eQTL)로 작용한다고 여겨왔다. 수많은 연구진이 전사체 데이터를 축적하며 표현형의 기저를 설명하려 시도한 이유다. 하지만 전사체 분석만으로는 질병 위험 변이의 생물학적 작용을 온전히 규명하기 어려웠다. 유전자 발현량에 뚜렷한 차이가 없는데도 단백질의 결합 파트너가 바뀌거나 복합체 조립 효율이 달라지면서 세포 상태가 완전히 전환되는 사…
숙주 게놈에 잠복한 바이러스 DNA, 후성유전 표적 메틸화로 영구 침묵 유도
배경 인체 면역결핍 바이러스(Human Immunodeficiency Virus, HIV)나 B형 간염 바이러스(Hepatitis B Virus, HBV), 단순포진 바이러스 등 여러 병원성 바이러스는 숙주 세포 안으로 침투한 뒤 유전체 깊숙이 자신의 유전 물질을 끼워 넣거나 원형 에피솜 형태로 숨어든다. 항바이러스제를 투여하면 혈중 바이러스 증식은 억제할 수 있으나, 염색질 속에 숨은 잠복 저장소(latent reservoir)까지 없애지는 못한다. 환자가 약물 복용을 중단하는 순간 바이러스가 다시 깨어나 증식을 재개하는 이유다. 기존 분자생물학 연구진은 크리스퍼 카스9(CRISPR-Cas9) 유전자 가위를 이용해 숙주 염색체에 삽입된…
대식세포 표현형 전환 조절로 당뇨병성 만성 궤양 치유의 실마리를 찾다
배경 당뇨병 환자 네 명 중 한 명은 평생 한 번 이상 당뇨병성 족부 궤양을 비롯한 만성 상처를 겪는다. 당뇨 관련 하지 절단의 대다수가 이러한 만성 궤양의 악화에서 비롯된다. 정상적인 상처 치유 과정에서는 염증 반응을 주도하는 대식세포가 상처 치유와 조직 재생을 유도하는 복구형 대식세포로 제때 전환되어야 한다. 당뇨병 환자의 조직 환경은 고혈당과 산화 스트레스로 인해 이 전환 기전이 망가져 있다. 그 결과 전염증성 M1형 대식세포가 과도하게 오랜 기간 상처 부위에 머무르고, 재생을 촉진하는 M2형 대식세포로의 전환이 지연된다. 상처 부위가 끊임없는 염증의 악순환에 갇히는 셈이다. 종래의 단순 소독이나 물리적 드레싱만으로는 미세환경 내…
척수성 근위축증 치료제의 전달 장벽과 고비용 한계, 차세대 생체소재로 넘는다
배경 척수성 근위축증(SMA, Spinal Muscular Atrophy)은 척수 전각 운동신경세포가 퇴행하며 근육이 서서히 위축되는 희귀 유전 질환이다. 운동신경원 생존 1번 유전자(SMN1, Survival Motor Neuron 1) 결손으로 필수 단백질인 SMN이 결핍되면서 발병한다. 과거에는 호흡 보조 같은 보존적 관리에 머물렀으나, 유전 표적 치료제가 도입되며 환자 생존율은 크게 올랐다. 현재 쓰이는 표준 치료제는 세 갈래다. 안티센스 올리고뉴클레오타이드(ASO, Antisense Oligonucleotide) 제제 뉴시너센(Nusinersen)은 SMN2 스플라이싱을 유도해 단백질 생성을 촉진한다. 아데노부속바이러스(AAV,…
6만5천 유전체로 그린 질 미생물 지도, 숙주 유전자·출신 집단의 흔적 찾았다
배경 질 미생물군은 세균성 질염, 인유두종바이러스(HPV) 감염, 조산 등 여성 생식 건강과 밀접하다. 그러나 기존 연구가 주로 사용한 16S 리보솜 RNA 분석은 세균을 종·균주 수준으로 구분하기 어렵고, 바이러스와 진균을 포착하지 못한다. 서구권과 임신부 중심의 표본 구성도 세계 인구의 미생물 다양성을 설명하는 데 한계를 남겼다. 질 검체는 인간 DNA가 90% 이상을 차지해 미생물 유전체 복원이 까다롭다. 역설적으로 이 인간 DNA를 활용하면 같은 검체에서 숙주 유전변이와 미생물 조성을 함께 읽을 수 있다. 연구진은 중국인 1만665명의 질 메타유전체를 중심으로 공개 데이터 2,967건과 세균 분리주 1,433개를 통합해 숙주와 미…
CRISPR 유전자 의존성과 다중오믹스를 통합한 폐선암 표적 발굴 프레임워크 DepPrior
배경 폐선암(Lung Adenocarcinoma, LUAD)은 비소세포폐암 중 가장 흔하면서도 극심한 분자적 이질성을 나타내는 악성 종양이다. 상피세포 성장인자 수용체(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)나 역형성 림프종 인산화효소(Anaplastic Lymphoma Kinase, ALK) 저해제가 도입되며 치료 성적이 개선되었으나, 상당수 환자는 표적 변이가 결여되어 있거나 약물 저항성을 획득해 질병이 진행된다. 치료 선택지가 고갈된 환자군을 위한 새로운 표적 발굴이 절실한 이유. 암 유전자 의존성 지도(Cancer Dependency Map, DepMap) 같은 대규모 CRISPR 기능 스크리닝 데이…
전립선암 치료 불응성 허무는 크리스퍼 유전체 편집과 차세대 전달 기술의 진화
배경 남성 암 사망의 주요 원인으로 꼽히는 전립선암은 종양 조직 내부의 분자적 이질성이 매우 높아 치료가 까다로운 난치성 질환이다. 기존 임상에서는 남성 호르몬 신호를 억제하는 안드로겐 차단 요법(Androgen Deprivation Therapy, ADT)과 표적 항암제를 주축으로 치료를 진행해 왔다. 대다수 환자는 초기 치료에 반응을 보이지만 결국 약물 저항성을 획득하며 거세저항성 전립선암(Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC)으로 악화되는 경로를 밟는다. 종양이 치료제에 불응하는 분자 기전을 정확히 밝히고 이를 역전시킬 맞춤형 치료 전략이 절실한 상황. 기존의 유전자 녹다운이나 소분자 화합물…
CD19와 BCMA 동시 표적 CAR-T 세포 치료, 고감작 말기 신부전 환자의 이식 길 열었다
배경 장기 이식을 대기하는 말기 신부전(ESRD, End-Stage Renal Disease) 환자에게 가장 가혹한 장벽은 체내 면역계가 세운 항체 방어벽이다. 과거 임신이나 수혈, 선행 장기 이식 이력으로 외부 조직을 공격하는 항인간 백혈구 항원(HLA, Human Leukocyte Antigen) 항체를 형성한 고감작 환자군은 기증 장기가 배정돼도 교차반응 검사에서 즉각 탈락한다. 수만 명의 기증자 가운데 조직 적합성을 만족하는 장기를 만날 확률이 0.005% 미만에 불과한 계산된 패널 반응성 항체(cPRA, calculated Panel Reactive Antibody) 99.9% 초과 환자들에게 평생에 걸친 혈액투석 외에 다른 선…
M1·M2 이분법 넘어선 대식세포 면역대사, 심장·간·신장 복합 질환 연쇄 손상 기전 규명
배경 비만과 제2형 당뇨병 유병률이 급증하면서 심장, 간, 신장 기능이 동시다발로 무너지는 복합 대사 질환 환자가 늘고 있다. 실제 임상에서는 심혈관·신장·대사 증후군(Cardiovascular-Kidney-Metabolic syndrome, CKM 증후군)이나 대사기능장애 관련 지방간염(Metabolic dysfunction-associated steatohepatitis, MASH) 환자가 심부전이나 말기 신부전으로 급격히 악화하는 사례가 빈번히 관찰된다. 주목할 대목은 세 장기의 동시 손상이 개별적으로 일어나는 단순 합병증이 아니라는 사실이다. 기존 의학계는 심장학, 간장학, 신장학으로 분과를 엄격히 나누어 각 장기의 국소 병변만을…