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- [16.04.05] 노영훈 교수팀, 새로운 핵산기반 나노전달체 개발
- 노영훈 교수팀, 새로운 핵산기반 나노전달체 개발 핵산약물기반 나노전달체를 통한 치료제 개발 가능성 제시 ‘안게반테 케미’ 논문표지 장식 및 Hot Paper로 선정 RNA 간섭(RNA interference, RNAi)이란 핵산 분자가 그와 상보적인 염기서열을 지닌 전령 RNA(mRNA)와 결합 후 분해를 유도해 특정 단백질의 발현을 억제 또는 조절하는 생명현상이다. 2006년 미국의 앤드루 파이어(Andrew Zachary Fire) 교수와 크레이그 멜로(Craig Cameron Mello) 교수가 RNA 간섭 기작을 규명해 노벨 생리의학상을 수상한 이후, 전 세계적으로 그 기작과 응용에 관한 다양한 연구가 진행 중이다. 특히 작은 간섭 RNA(small interference RNA, siRNA)는 상보적인 염기서열을 이용한 특정 단백질 선택조절성과 약물 효능이 높은 장점으로 인해 RNA 간섭 기작을 응용한 새로운 치료제로 각광받고 있다. 하지만 핵산약물의 생체 내 불안전성, 약물 탑재량의 제한성, 효과적인 세포내 전달의 한계성 등으로 인해 상용화 단계 진입에는 어려움이 남아 있다. 노영훈 생명공학과 교수는 MIT에서 박사 후 연구원 시절부터 최근까지 핵산약물을 이용한 나노의학적 응용 연구를 수행했으며 관련된 여러 연구결과들을 보고해왔다. 특히 이번 연구에서는 다종의 폴리머화된 RNA 간섭 분자(Polymerized RNAi molecule)들로 구성된 멀티마이크로스펀지를 합성해 이를 핵산약물 전달체로 사용했다. 연구팀은 먼저 약물의 종류를 조절하기 위해 약물 기능이 탑재된 여러 환형 DNA들을 합성해 라이브러리를 구축했다. 선정된 환형 DNA들의 비율조성을 통해 회전환복제기작(rolling circle transcription) 반응 시 전사된 다종의 폴리머화된 RNA 간섭 분자들의 탑재량 조절이 가능하다. 또한 반응과 동시에 자기조립이 일어나면서 마이크로 사이즈의 다공성 구형 구조체(멀티마이크로스펀지)가 형성된다. 효과적인 약물의 전달 및 치료를 위해 멀티마이크로스펀지의 물리화학적 성질(크기, 표면전하, 모양 등)을 고분자 물질로 압축해 바꾸어 줬다. 연구팀은 핵산나노공법을 이용한 폴리머화된 RNA 간섭 분자 생성을 통해 기존 핵산약물의 생체 내 불안전성 개선 및 세포 내 약물 효능을 향상시킬 수 있었다. 또한 다종의 핵산약물 동시전달 및 정교한 화학량론적 약물탑재량 조절을 가능하게 했다. 나아가 다수의 단백질 발현 억제를 통한 상승작용으로 핵산약물기반 나노전달체를 통한 새로운 치료제 개발 가능성을 보여주었다. 본 연구결과는 암 질환을 포함해 유전질환 혹은 바이러스 감염 등의 치료제 개발과 그 외 다양한 생명공학, 의학 분야에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 박재현 연구원이 공저자로 참여하고 MIT대학의 Paula Hammond 교수팀과의 국제공동연구로 이루어진 본 연구성과는 응용화학분야의 세계 최고 권위지인 ‘안게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’ 2016년 3월호에 논문표지를 장식하며 게재됐다. 또한 편집자에 의해 선별되는 ‘가장 주목받는 논문(Hot Paper)’으로도 선정되는 성과를 거뒀다. 본 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 ‘신진연구자지원사업’과 우리 대학교의 ‘연세 미래선도연구사업’의 지원을 받아 수행됐다.
- 생명공학과 2020.01.08
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- [16.03.22] 조승우 교수, 제9회 아산의학상 젊은의학자 부문 수상
- 아산사회복지재단(이사장 정몽준)은 21일 오후 6시 용산구 한남동 그랜드 하얏트호텔 그랜드볼룸에서 국내 의학계 최고 권위의 제9회 아산의학상 시상식을 개최하였다. 이날 시상식에서는 아산의학상 기초의학부문 수상자인 카이스트 생명과학과 오병하 교수에게 3억원과 임상의학부문 수상자인 미국 국립보건원(NIH) 산하 주산의학연구소 로베르토 로메로 교수에게 25만 달러의 상금을 시상하였으며, 젊은의학자부문은 연세대 생명공학과 조승우 교수와 울산의대 흉부외과 김준범 교수에게 각각 5000만원의 상금을 시상하는 등 총 4명에게 상금 7억원을 수여하였다. 젊은의학자부문에 선정된 조승우 교수는 줄기세포를 이용해 심혈관계 및 신경계 난치성 질환의 치료를 위한 조직재생 기법을 개발했으며, 김준범 교수는 심장혈관질환과 심장판막 수술의 새로운 치료지침을 제시한 연구 결과를 인정받았다. 아산사회복지재단이 2007년 제정한 아산의학상은 인류의 건강증진을 위해 기초의학 및 임상분야에서 뛰어난 업적을 이루어낸 의과학자를 발굴하여 격려하기 위한 시상이며, 국내 의학발전과 국내 의과학자 양성에 기여한 해외 의과학자를 올해 처음으로 선정했다.
- 생명공학과 2020.01.08
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- [15.12.18] 이인석 교수팀, 세계 최대 규모 실험용 흰쥐 유전자 네트워크 MouseNet 개발
- 이인석 생명공학과 교수 연구팀이 바이오 빅데이터 분석 기술을 이용해 실험용 흰쥐의 시스템생물학 연구에 유용한 대규모 유전자 네트워크를 개발했다. 실험용 흰쥐는 인간과 유사한 생리현상과 유전체를 지니고 있어 인간 질환 연구의 실험용 동물로 가장 많이 사용되고 있으며 질환의 원인 유전자 기능 연구에도 크게 기여하고 있다. 최근 각광 받고 있는 시스템생물학 연구를 흰쥐 모델동물에 적용하기 위해서는 대규모 흰쥐 유전자 네트워크의 개발이 요구되어 왔다. 이인석 교수와 주저자 김이루 박사과정 학생은 공공 데이터베이스에 공개된 7만여 개의 DNA Chip 빅데이터와 2,000여 생물 종의 게놈 정보, 일만여 개의 단백질 상호작용 빅데이터를 분석 통합해 세계 최고수준의 실험용 흰쥐 유전자 네트워크(MouseNet, 그림)를 개발했다. 연구팀은 또한 이번에 새로 개발된 MouseNet을 이용해 흰쥐 유전자들에 대한 예측이 90% 이상 가능하며 기 발표된 흰쥐의 유전자 네트워크들보다 질환연구에 월등히 향상된 예측력을 보임을 규명했다. 연구팀은 이러한 예측 기반의 생물학 연구 시스템을 인터넷 기반의 웹서비스로 개발해 우리 대학 내에 위치한 서버(http://www.inetbio.org/mousenet) 통해 전 세계 연구자들에게 도움을 줄 수 있게 됐다. 이번에 개발된 실험용 흰쥐의 시스템생물학 모델로 인해 많은 연구자들이 질환연구를 보다 효과적으로 수행할 수 있게 될 전망이다. 유전자 네트워크는 다양한 종류의 생물학 빅데이터를 통계와 정보처리 기술로 분석 통합해 유전자들 간 기능적인 상호관계를 유추하고 이들을 SNS와 유사한 네트워크로 표현한 시스템생물학 모델이다. 시스템생물학의 발전으로 다양한 생물 종들의 유전학 연구뿐만 아니라 인간의 질병 연구에서도 이런 네트워크를 사용하면 기존의 방법으로 찾지 못한 중요한 기능 발견이 가능하다. 이인석 교수 연구팀은 이전에도 인간의 유전자 네트워크인 HumanNet을 개발해 발표한 바 있다. 한편, 본 연구 결과는 권위 있는 국제 학술지 뉴클레익 액시드 리서치(Nucleic Acids Research) 온라인 판에 최근 게재됐다.
- 생명공학과 2020.01.08