■ mRNA 백신 성능 향상시키는 염기 서열 찾았다. ​ 국내 연구진이 mRNA (messenger RNA) 백신과 치료제의 안정성과 성능을 높일 수 있는 새로운 RNA 염기 서열을 발견했다. 바이러스 RNA의 안정성과 단백질 생산을 증가시키는 'RNA 염기 서열'이 발견된 것이다. 기초과학연구원(IBS) 김빛내리 RNA 연구단장 연구팀은 수백 종의 바이러스RNA를 동시에 분석할 수 있는 대량 시퀀싱(sequencing) 기술을 이용해서 RNA 안정성과 단백질 생산을 증가시키는 염기 서열을 발견하고, 이를 ‘K5’로 명명했다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘셀’(cell) 온라인판에 2023년 07월 06일 게재됐다. ​ 연구팀은 인간에게 감염을 일으키는 것으로 알려진 모든 바이러스의 RNA 서열 정보를 모..

■ 수학 '행렬' 이용해서 게놈 3차원 구조 풀었다. ★ 국내 연구진이 수학을 이용해서 게놈(유전체 genome) 3차원 구조를 새롭게 밝혀냈다. 한국과학기술연구원(KAIST) 생명과학과 정인경 교수와 서울대 기계공학부 신용대 교수, 부산대 최정모 교수 공동 연구팀은 세포 핵 내의 게놈(유전체 genome) 3차원 구조 생성 원리와 이를 조절하는 매개 인자를 '행렬 분해 기법'을 통해 처음 발견했다고 2023년 04월 10일 밝혔다. 염색체 간 상호 작용 분석에 행렬 분해 기법을 쓴 것은 이번이 처음이다. 행렬은 인공지능(AI) 설계에 필수적인 선형대수학의 분과 학문이다. ★ 인간 체세포의 핵(Nucleus)은 46개 염색채가 23쌍을 이루고 있다. 그리고, 생식세포의 핵(Nucleus)은 23개 염색체..

■ DNA 절단 없는 초소형 염기 교정 유전자 가위 개발 ​ ★ 진코어(GenKOre) 김용삼 대표는 2021년 국제 학술지 '네이처 바이오테크놀로지'에 초소형 크리스퍼 유전자 가위 'CRISPR-Cas12f1' 개발 성과를 게재해서 주목받았다. 유전자 가위는 인간. 동식물 세포의 특정 염기 서열을 찾아내서 해당 부위 DNA 일부를 절단 교정하는 기술이다. 몸속 DNA는 30억개에 달한다. 희귀 질환은 30억개 중 특정 부위에 이상이 생겨 발생한다. ​ ★ 유전자 가위는 변이 유전자를 찾아 길을 안내해주는 '가이드 RNA'와 표적 부위를 자르는 '핵산 분해 효소'로 나뉜다. 현재, 범용되는 유전자 가위는 '크리스퍼' 유전자 가위로, 절단 효소에 따라 Cas9, CAS12a 등으로 나뉜다. 가장 대중적인 ..

■ 약 4,000개 유전자 변이가 흡연 음주에 영향 ★ 약 4,000개 유전자 변이가 담배를 피우거나 술을 마시는 행위에 영향을 미친다는 사실이 대규모 연구를 통해 확인됐다. 미국 미네소타대 의대를 중심으로 한 국제공동연구팀은 약 340만 명의 유전자를 분석해서 흡연과 음주 행동에 관여하는 약 4,000개의 유전자 변이를 발견해서 국제학술지 네이처 2022년 12월 07일에 발표했다. 유전자 변이를 확인하면, 건강에 문제를 일으키는 흡연이나 음주를 조절할 기회가 생긴다는 점에서 주목된다. ● 유럽인이 흡연 음주 관련 유전자 변이가 가장 많았다. ★ 미국 미네소타대 의대 스콧 브리즈 교수를 주축으로 미국, 일본, 영국, 캐나다, 중국, 한국 등 연구진이 참여한 국제공동연구팀은 아프리카, 미국, 동아시아, ..

■ 질병 세포만 교정 치료하는 유전자 가위 개발 ● 질병 세포만 인식해서, 문제되는 유전자 제거 기술 개발 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원 이지민 교수팀이 한국과학기술연구원(KIST) 오승자 선임연구원, 강원대 이주용 교수와 함께 질병 세포에서만 핵 내 유전자 교정을 수행할 수 있는 유전자 가위 시스템(CRISPR/Cas9)을 개발했다고 2022년 06월 14일 밝혔다. 연구팀은 세포 내 마이크로RNA(microRNA)가 특정 서열을 인식해 절단한다는 특성을 활용, 질병 세포에서 과발현되는 마이크로RNA에 특이적으로 절단되는 링커를 연결한 유전자 가위 시스템을 설계했다. 이 시스템은 정상 세포에서 유전자 교정을 수행하지 않지만, 질병 세포에서는 링커가 절단되면서 유전자 교정을 수행할 수 있다. 이..

■ 노화를 진짜 늦출 수 있을까? 역노화 기술 개발 국내 연구진이 노화된 세포를 젊은 세포로 되돌리는 역(逆) 노화 원천 기술을 개발하여서, 이목을 집중시키고 있다. 이를 활용하면, 노화 현상을 막고 각종 노인성 질환을 사전 억제할 수 있는 치료제를 개발할 수 있을 것으로 기대된다. 노화된 피부의 주름을 개선하는 화장품도 개발되고 있다. 한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수 연구팀은 노화된 인간 진피 ‘섬유아세포’를 정상적인 젊은 세포로 되돌리는 역 노화 초기 원천 기술을 최초로 개발했다. KAIST 조광현 교수는 “대한민국 평균 수명은 83세까지 늘어났지만, 건강 수명은 66세로 약 17년 동안은 건강하지 못한 삶을 살게된다. 신체 노화를 늦춘다면, 암과 같은 노인성 질환 발병시기..

■ 줄기세포 각막 이식, 일상 생활 가능 시력 회복 일본 연구진이 줄기세포를 이용하여 만든 눈의 각막 조직을 이식 받은 환자가 일상 생활에 지장이 없을 정도로 시력을 회복했다고 현지 방송 NHK가 2022년 04월 04일 보도했다. 오사카대 니시다 고지 교수는 이날 기자 회견을 열고, 이런 임상 연구 결과를 발표했다. 니시다 교수 등 연구팀은 각막 상피 간세포 피폐증(corneal epithelial hepatocyte pneumoconiosis)에 걸린 30-70대 환자 4명에게 인공 만능 줄기세포(iPS세포)로 만든 각막 조직을 이식하는 임상 시험을 3년 전부터 진행해 왔다. 각막 상피 간세포 피폐증(corneal epithelial hepatocyte pneumoconiosis)은 안구의 가장 바깥..

■ 노화 막는 단백질 발견, 판도라 상자 열렸다. ● 예쁜꼬마선충에서 MON2의 자가포식 강화로 장수 유도 국내 연구진이 손톱보다 작은 기생충을 연구하다 새로운 항노화 단백질을 발견했다. 모든 사람의 희망인 장수(長壽)의 또 다른 돌파구가 될 지 주목된다. 한국과학기술원(KASIT) 이승재. 이철주 박사 연구팀과 포항공과대학교 박승열 교수 연구팀이 공동으로 손톱보다 작지만 우리와 유전자를 83% 공유하는 예쁜꼬마선충을 이용한 연구로 새로운 항노화 단백질을 발견했다고 2021년 12월 04일 밝혔다. 연구팀이 발견한 단백질(MON2)은 세포 골지체에 존재하는 것으로 기존에는 주로 물질 수송을 조절하는 핵심 인자로 알려져 있었다. 세포 내에서 생성된 단백질을 목적에 따라 변형시키거나 분류하여서 필요한 위치로..

■ DNA 정교하게 절단, 차세대 유전자 가위 발굴 ● 광주과학기술원(GIST), Cas12a 유전자 가위의 단점 보완 국내 연구진이 DNA를 정교하게 절단할 수 있는 차세대 유전자 가위 개발을 위한 실마리를 찾아냈다. 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소(APRI) 이상화 박사 연구팀이 크리스퍼 유전자 가위(Cas12a)가 단일 촉매 활성 부위만으로 이중 가닥의 DNA를 완전하게 절단하는 분자 기전을 규명했다고 2021년 11월 06일 밝혔다. Cas12a 유전자 가위는 상대적으로 낮은 표적 이탈 효과, 무차별 단일 가닥 DNA 절단 활성 등과 같은 차별된 특성으로 인해 대표적 유전자 가위 Cas9을 대신할 수 있는 매력적인 유전자 가위로 각광 받고 있다. ● 유전자 가위 이중나선 DNA 절단 핵심..

■ 나노 섬유 치료제, 척수 마비 쥐가 걷기 시작 ● 미국 '나노 섬유' 치료제 개발, 척수마비 쥐에 주사하니 4주 후 걸어 미국의 한 연구팀이 척수가 마비된 쥐에 '나노 섬유'를 주사하여 1달 만에 걷도록 만들었다. 세포 분자를 춤추게 만들어서 신경 세포가 재생하도록 하는 데 성공했다는 데, 조만간 인체 대상 임상 실험이 시작될 예정이어서 사고나 질병으로 척수 마비 장애를 앓고 있는 이들에게 희망이 될 지 주목된다. 2021년 11월 26일 미국 노스웨스턴대에 따르면, 이대학 사무엘 스텁 교수 연구팀은 심각한 척수 손상 후 마비를 풀고 신경 조직을 복구하기 위해 '춤추는 분자(dancing molecules)'를 활용한 새로운 주사 요법을 개발했다. 연구팀은 마비가 된 쥐들의 척수 주변 조직에 주사를 ..

■ RNA가 생명 현상 조절하는 비밀 정보 풀었다. ● 김빛내리 서울대 교수 등 연구진, RNA-단백질 상호작용 원리 규명 2020년 세계 최초로 코로나19 바이러스의 고해상도 유전자 지도를 제작하여 주목을 받은 김빛내리 서울대 교수 등 한국 연구진들이 이번엔 생명현상 조절에 필수적인 RNA-단백질 상호작용의 비밀을 풀 열쇠를 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS)은 김종서 RNA 연구단 연구위원(서울대 조교수). 김빛내리 단장(서울대 석좌교수) 연구팀이 세포 내 단백질에서 RNA와 결합을 형성하는 ‘RNA 결합 자리’를 염기 종류에 따라 정확하게 찾아내는 기법을 개발했다고 2021년 10월 25일 밝혔다. 생명현상 조절에 필수적인 RNA-단백질 상호작용의 원리 규명에 크게 기여할 것으로 기대된다. RNA 결..

■ 유전 질환 치료, 초소형 유전자 가위 개발 ● 유전자 가위를 활용한 유전자 치료 혁명을 이끌 것으로 기대 한국 연구진이 기존의 단점을 보완한 초소형 유전자 가위 기술을 개발하여 혈우병 등 유전 질환 치료에 새 길을 열었다. 한국생명공학연구원 유전자교정연구센터 김용삼 박사팀이 2021년 09월 02일 이같은 내용의 논문을 생물공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ (Nature Biotechnology, IF 54.9)에 온라인 게재했다고 2021년 09월 27일 밝혔다. 대표적인 크리스퍼 유전자 가위인 CRISPR-Cas9 기술은 유전자 크기가 커서 바이러스 전달체(Adeno-associated virus. AAV)를 이용한 체내 전달의 어려움으로 유전자 치료제로서의 활용도가 극히 제한적이..

■ 이중나선과 다른 4중나선 DNA 구조 첫 발견 ● 마그네슘 존재 상황에서 두 쌍의 이중나선이 엇갈린 4중나선 구조를 갖는다. 국내 연구진이 DNA에는 우리가 흔히 알고 있는 이중나선 구조 이외에 4중나선 구조도 있다는 사실을 밝혀냈다. 성균관대 의대, 한양대 화학과, 광주과학기술원(GIST) 화학과 공동연구팀은 세포 내에 ‘AC-모티프’(AC-motif)라는 새로운 DNA 구조가 존재하며, 이것이 유전자 발현을 조절한다는 사실을 확인했다고 2021년 09월 05일 밝혔다. 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 세포 유전정보를 저장하는 DNA가 이중나선 형태라는 것을 밝혀냈고, 그 공로로 1962년 노벨 생리의학상을 수상했다. 60억개 염기로 된 사람의 유전체를 구성하는 DNA는 환경, 세포 작용,..

■ 체세포로 NK 세포 제조, 면역세포치료제 개발 ● 인간 유도 자연 살해 세포(drNK) 생산 기술을 세계 최초로 개발 한국생명공학연구원은 면역치료제연구센터 조이숙 책임연구원팀이 '세포 운명 전환 기술'을 기반으로 새로운 차세대 면역세포치료제 플랫폼을 제공할 수 있는 '인간 유도 자연 살해 세포(drNK)' 생산 기술을 세계 최초로 개발했다고 2021년 08월 10일 밝혔다. 세포 운명 전환 기술은 자연적으로 얻기 어려운 치료 목적 인간 세포를 체세포 리프로그래밍 기술로 생산하는 고부가가치 기술이다. 첨단 줄기 세포 및 재생 의료 기술로 인정받는다. 이를 활용한 drNK 세포 운명 전환 기술로 인간 체세포로부터 암 특이적 키메릭 항원 수용체(CAR)가 탑재된 자연 살해 세포(NK)를 직접 전환·유도해 ..

■ mRNA+DNA 장점 결합한 코로나19 백신 개발 제넥신(Genexine)은 에스엘백시젠과 공동으로 기존 DNA 백신 플랫폼에 mRNA 복제 및 증폭 시스템을 적용한 하이브리드 백신 기술과 관련한 특허를 출원했다고 2021년 06월 25일 밝혔다. 제넥신과 에스엘백시젠은 'mRNA 복제 및 증폭 기술(Plasmid DNA-based self-amplifying mRNA)이 적용된 코로나 DNA 예방 백신' 기술을 함께 개발하고 공동 특허를 출원했다. DNA 백신과 mRNA 백신은 둘 다 핵산 기반 백신으로, 직접 감염원을 다루지 않아 비교적 안전성이 우수하고, 저비용으로 신속하게 개발할 수 있다. ★ DNA 백신은 세포 내 전달 효율을 높이는 방법으로 전기 천공법(EP)을 도입해 별도의 전달체 없이 ..

■ 부작용 없는 새로운 유전자 편집 기술 나왔다. 유전자 가위로 특정 유전자를 잘라내고, 그 자리에 원하는 유전자를 끼워 넣는 유전자 편집 기술을 쓰면서도 ‘유전자 드라이브’에 대한 부작용을 없앤 유전자 교정 기술이 나왔다. 유전자 드라이브는 자손 번식을 통해 세대를 거듭할수록 유전자 편집으로 끼워 넣은 유전자를 전체 집단으로 퍼뜨리는 기술을 말한다. 미국 샌디에이고 캘리포니아대학(UC샌디에이고) 연구진은 ‘스피시스(SPECIES)’라는 유전자 편집 기술을 개발한 뒤, 초파리를 대상으로 실험한 결과, 유전자 드라이브의 부작용이 없다는 사실을 확인하여 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 2021년 06월 02일자에 발표했다. 유전자 드라이브는 크리스퍼 유전자 가위가 등장하면서 최근 생명공학계에서 크게 주목..

■ 키. 수명. 질병까지 엄마에게서 물려받는다. ● 미토콘드리아 DNA가 키. 수명. 각종 질병 가능성에 영향 아이의 키가 얼마나 클지? 건강하게 오래 살 수 있을지? 궁금하다면, 엄마를 보면 알 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 영국 케임브리지대 미토콘드리아 생물학연구부, 공중보건·1차의료학과, 임상신경과학과, 옥스포드 노보노 디스크 연구센터, 스페인 국립연구회 생물학 연구센터 공동연구팀은 미토콘드리아(mitochondria) 속의 유전자 DNA가 키, 수명과 같은 신체적 특징 뿐만 아니라 당뇨, 다발성 경화증 등 질병 유발에도 중요한 역할을 한다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’ 2021SUS 05월 18일자에 실렸다. 세포 소기관인 미토콘드리아(mito..

■ 미토콘드리아 DNA 교정, 동물 실험 성공 기초과학연구원(IBS) 유전체교정 연구단이 시토신 염기 교정 효소(DdCBE)를 이용해 생쥐 미토콘드리아 DNA의 특정 염기를 바꾸는데 성공했다. 시토신 염기 교정 효소(DdCBE)를 동물에 적용한 세계 최초의 사례로 그동안 치료가 어려웠던 미토콘드리아 질환 연구와 치료제 개발에 큰 기여할 것으로 기대된다. 미토콘드리아는 에너지를 만들어내는 세포 내 소기관이다. 미토콘드리아 DNA에 변이가 일어날 경우, 시력. 청력 뿐 아니라 에너지가 많이 필요한 중추신경계. 근육. 심장 등에 치명적인 결함을 야기한다. 미토콘드리아 DNA는 모계 유전되기 때문에 모체의 미토콘드리아 DNA에 결함이 있을 경우, 다음 세대로 고스란히 전달된다. 미토콘드리아 질환은 5,000명 ..

■ 기형종 제거 기술, 줄기세포 치료 더 안전해진다. ● 항체 복합체 기반 전분화성 세포 제어, 선택적 제거 기술 개발 우리 몸을 구성하는 모든 세포로 분화가 가능한 전분화능 줄기세포(pluripotent stem cell)를 분화했을 때, 분화하지 않고 남아있는 미분화 줄기세포를 선택적으로 제거할 수 있는 기술이 개발됐다. 미분화 줄기세포는 줄기세포 치료시 기형종으로 분화해 암의 원인이 될 수도 있다. 연구진은 줄기세포 치료제의 임상시험이나 신약 개발시 유용하게 쓰일 기술이 될 것으로 예상했다. 한국생명공학연구원의 바이오신약중개연구센터 소속 이장욱 박사의 연구팀은 이같은 기술을 개발하여, 연구 성과가 국제학술지인 바이오메테리얼즈에 최근 실렸다고 2020년 11월 26일 밝혔다. 연구팀은 전분화성 줄기세..

■ 다른 동물 줄기세포로 쥐 폐 분화 성공 생쥐의 배아세포에 다른 동물의 줄기세포를 이식해서 생쥐에 이 동물의 세포로 이뤄진 폐가 생기게 하는 줄기세포 분화 기술을 미국 과학자들이 개발했다. 이렇게 생긴 생쥐의 폐는 완전히 정상 기능을 했고, 거부 반응도 없었다. 이는 같은 기..

■ 새로운 유전자 편집 가위 프라임 등장 미국 하버드 대학 화학생물학과 교수 데이비드 리우 연구팀은 편집 정확도를 크게 끌어올린 차세대 크리스퍼 유전자 가위 ‘프라임’을 개발했다는 연구 결과를 국제 학술지 ‘네이처’ 2019년 10월 21일자에 발표했다. 유전자 가위는 특정 유전자..

■ 유전자 제어 관여하는 단백질 6종 발견 우리 몸의 세포형(cell type)은 200종이 넘지만, 모든 세포의 DNA는 동일하다. 세포형은 어떤 유전자가 발현되느냐에 따라 결정되는 것이다. 유전자 발현이 매우 정밀하게 제어돼야 하는 이유가 여기에 있다. 예를들면, 배아 줄기 세포는 피부부터 뼈..

■ DNA 절단 않고 유전자 교정 기술 개발 DNA를 자르지 않고도 원하는 유전자를 삽입할 수 있는 새로운 유전자 가위 기술이 나왔다. '인테그레이트'라는 이름이 붙여진 이 기술은 미국 컬럼비아 대학 생화학 및 분자생물 물리학과 샘 스탠버그 교수팀이 콜레라균이 숙주의 DNA에 유전자를 넣..

■ 미세 먼지, 질병 유전자를 깨울 수 있다. ● 앵커 : 미세 먼지가 각종 질환을 악화시킨다는 사실은 이미 많이 알려졌죠. 그런데, 이뿐만이 아닙니다. 미세 먼지가 사람의 잠자는 질병 유전자까지 깨울 수 있다는 사실이 처음으로 확인됐습니다. ● 리포트 : 고농도 미세 먼지가 며칠간 ..

유전자 가위 정확도 1만배 향상 성공 국내 연구진이 잘못된 유전자를 잘라 내 문제를 해결하는 차세대 유전자 교정 기술 '크리스퍼(CRISPR/Cas9) 유전자 가위'의 정확도를 1만배 이상 높이는 데 성공했다. 이 기술을 이용하면, 문제가 되는 유전자만 콕 집어 자를 수 있기 때문에 암, 혈우병 등..

남자를 여자로 전환, DNA 스위치 발견 "아들로 할까, 딸로 할까?" 영국과 미국 과학자들이 쥐 실험을 통해 포유류 성별을 결정하는 'DNA 스위치'를 찾아냈다. DNA 스위치를 유전자 가위로 조작하면, 수컷을 낳을지, 암컷을 낳을지를 미리 결정할 수 있다. 영국 프랜시스크릭 연구소와 런던 유..

질병 원인 85% 치료, 단백질 분해 기술 국내 연구진이 질병 원인 단백질 분해로 치료 가능성을 대폭 높이는 새로운 플랫폼 기술을 개발했다. 한국 화학 연구원 의약 바이오 연구 본부 하재두 박사팀은 신개념 약물 치료제 기술인 '프로탁(PROTAC)' 작용 원리를 이용, 새로운 질병 단백질 분해 ..

정자 난자 없이 줄기세포로 인공 배아 정자와 난자를 이용하지 않고 실험실에서 쥐의 줄기 세포를 이용해 처음으로 인공 배아(artificial embryos)를 만들었다는 연구 결과가 나왔다. 이번 결과는 사람이나 동물을 실제로 복제한다기 보다는 많은 임신이 초기 국면에 소위 착상에 실패하는 이..

■ 철새들도 먹지 않는 유전자 변형콩 미국 농부가 약간 양심 불량으로 절반은 유전자 변형 콩을 심고, 절반은 일반 콩을 심었다. 유전자 변형콩이 수확량이 많아 소득도 늘고 혼합해서 팔면 규제를 피할수 있어서였다. 처음에는 철새들이 구별하지 않고 콩을 먹었는데, 다음해에는 철새..

■ 인간 수명을 500세 이상 늘리는 것이 가능★ 세계 최고 인터넷 기업 구글의 공동 창업자인 세르게이 브린과 래리 페이지는 2013년 바이오 기업 칼리코(Calico)를 세웠다. 칼리코는 캘리포니아 생명 기업(California Life Company)의 약자이다. 구글 창업자들은 노화(老化)의 비밀을 알아내 인간의 ..