KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(왼쪽부터) 생명과학과 정현정 교수, 이주희 석박사통합과정

< (왼쪽부터) 생명과학과 정현정 교수, 이주희 석박사통합과정 >

 

CRISPR/Cas9 시스템을 이용하여 유전자교정을 일으킴으로써 암의 면역 치료를 유도하는 기술이 우리 대학 연구진에 의해 개발됐다. 

우리 대학 생명과학과 정현정 교수서울대학교 의과학과 정기훈 교수 공동연구팀이 CRISPR/Cas9 리보핵산단백질을 생체 내에 효과적으로 전달하는 나노복합체를 개발하여 면역 관문 유전자를 교정함으로써 항암 효과를 보이는데 성공했다고 밝혔다. 

암은 현대인의 건강을 위협하는 대표적인 요인으로 꼽히고 있다암의 치료 방법 중 면역 항암 요법은 부작용이 적고 높은 치료 성적을 보여 다양한 암 유형에 적용할 수 있다기존에는 항체 기반 치료법이 주로 임상에서 사용되고 있으며 다양한 고형암의 치료에 승인되었으나일시적인 효과로 반복 투여가 필요하다. 

CRISPR/Cas9 시스템은 유전체의 서열을 직접 정밀하게 교정할 수 있으며, DNA 이중가닥을 절단하는 Cas9 제한효소와 특정 서열을 표적하는 단일 가이드 RNA로 이루어진다유전자교정 치료제의 경우 일반적으로 바이러스 기반 치료 방법을 이용했으나 돌연변이 유발비특이적 표적 효과 등으로 인해 한계가 있다비바이러스 치료제로 Cas9 단백질 및 단일가닥 RNA를 이용하면 바이러스 치료보다 안전성을 높일 수 있으나 낮은 세포내 전달 효과로 치료 효능이 떨어진다. 전달 효율을 높이기 위해 기존에 다양한 방법이 개발되고 연구됐으나, 일반적으로 과량의 전달체물질을 사용함으로써 생체 내 독성 문제가 나타나는 한계점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 연구팀은 Cas9 단백질에 세포내 유입을 촉진하는 고분자를 접합시켜 극미량의 전달체물질로 고효율 전달이 가능한 Cas9 컨쥬게이트를 제작하여 활용했다. 

연구팀은 이러한 Cas9 컨쥬게이트단일 가이드 RNA 및 변형된 데옥시뉴클레오타이드(DNA)를 추가해 나노조립된 리보핵단백질 복합체(이하 NanoRNP)를 개발했다이 복합체는 Cas9 컨쥬게이트, RNA 및 DNA의 상호작용으로 쉽게 제작할 수 있고유전자 교정 치료제로써 단일 요법에 의해 항암 치료가 가능하다는 점이 장점이다. 

그림 1. (상단) NanoRNP 형성 과정. (하단) NanoRNP가 암세포의 사멸을 일으키는 원리와 과정.

< 그림 1. (상단) NanoRNP 형성 과정. (하단) NanoRNP가 암세포의 사멸을 일으키는 원리와 과정 >

 

우리 대학 생명과학과 석박사통합과정 이주희 학생이 제저자로 참여한 이번 연구 결과는 재료화학 분야 국제학술지 `케미스트리 오브 머티리얼즈(Chemistry of Materials)'에 12월 20일 字 온라인 게재됐다. (논문명 Nano-assembly of a Chemically Tailored Cas9 Ribonucleoprotein for In Vivo Gene Editing and Cancer Immunotherapy) 

NanoRNP의 경우 Cas9에 부착된 고분자가 강한 양이온성을 지녀 단일 가이드 RNA와 안정적으로 복합체를 형성시키며생체내 분해효소로부터 보호하여 활성을 향상시킨다본 연구팀은 NanoRNP를 피부암에서 많이 발현되는 프로그램된 세포사멸 리간드-1 (PD-L1) 유전자를 표적하는데 응용하였다. PD-L1은 면역 세포의 표면 수용체에 존재하는 프로그램된 세포사멸 수용체-1 (PD-1)과 상호작용하여 면역 세포의 반응을 억제해 암세포의 세포사멸 회피를 유도한다. 

연구팀은 NanoRNP를 이용하여 PD-L1 유전자의 교정으로 유전자결손을 유도하여면역 세포들이 활성화되고 종양미세환경의 변화로 면역 세포에 의한 암세포 사멸이 유도됨을 확인했다. 

연구팀은 이번 연구 결과를 응용해 향후 암 뿐만 아니라 유전 질환 등 다양한 질병에 적용함으로써 연구를 확대 및 발전시켜 나갈 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

 

한편 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업범부처전주기의료기기연구개발사업 및 KAIST End Run 사업의 지원을 통해 이뤄졌다.

그림 2. 나노조립된 리보핵단백질 나노복합체(NanoRNP)는 Cas9 단백질을 암세포로 운반하여 핵 안으로 효과적으로 전달되게 하여 유전자 교정을 일으킴(커버 이미지 일부 활용).

< 그림 2. 나노조립된 리보핵단백질 나노복합체(NanoRNP)는 Cas9 단백질을 암세포로 운반하여 핵 안으로 효과적으로 전달되게 하여 유전자 교정을 일으킴(커버 이미지 일부 활용) >

 

 


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
430 [정인경 교수님] 제17회 아산의학상 젊은의학자 부문 수상 생명과학과 2024.03.22 52
429 [허원도 교수님] 한국과학기술한림원 2024년도 정회원 선출 생명과학과 2023.12.04 109
428 [유슬기(양한슬 교수님 연구실)] 제4회 'POSTECH SF 어워드', KAIST 유슬기 씨 당선 생명과학과 2024.02.27 157
427 [허원도 교수님] RNA 유전자 가위 정밀제어기술로 유전자 치료 성큼​ 생명과학과 2024.02.14 179
426 [정인경 교수님] 인공지능 기반 대장암 3차원 게놈 지도 최초 해독​ 생명과학과 2023.07.25 180
425 [강석조 교수님] DNA 인식 선천면역인자의 방호패치 발견​ 생명과학과 2023.12.05 203
424 [김학성 교수님] 알츠하이머 조기 진단하는 센서단백질 디자인하다​ 생명과학과 2023.12.08 207
423 [허원도 교수님] 기억하고 인지하는 과정을 실시간 관찰하다 생명과학과 2024.01.10 209
422 [김학성 명예교수님] 2023 효소공학상(Enzyme Engineering Award) 수상​ 생명과학과 2023.08.24 229
421 [김윤기, 조원기 교수님] 비정상 단백질 처리에 관여하는 새로운 인자 발견 생명과학과 2023.10.12 246
420 [강석조 교수님] 이행 호염구, 알레르기 매개 세포에 대한 새로운 이해 생명과학과 2023.11.08 252
419 [전상용 교수님] 탄수화물 나노입자로 염증성 장 질환 치료하다​ 생명과학과 2023.08.02 264
418 [김상규 교수님] 생명과학과의 낭만과학자 Eco Lab 대표 김사부(KAIST 유튜브) 생명과학과 2023.12.12 270
417 [이승재 교수님] 생체 에너지 발전소 부산물로 병원균 감염 제어​ 생명과학과 2023.07.11 272
416 [김찬혁 교수님] 6월 ‘이달의 과학기술인상’ 수상 생명과학과 2023.06.08 274
415 [김윤기 교수님] 저용량 고효율 RNA백신 개발 가능해지다​ 생명과학과 2023.10.24 275
414 [김재경 교수님] 포스코 사이언스 펠로십 선정​ 생명과학과 2023.10.18 284
413 [정원석 교수님] 아동 학대로 인한 정신질환 발병 원인 최초 규명​ 생명과학과 2023.08.01 285
412 [조병관 교수님 연구실] 2022년 안전관리 우수연구실 선정 file 생명과학과 2023.01.27 287
411 [정인경 교수님] 기저 질환이 없는 코로나19 환자의 중증 신규 유전적 위험 인자 규명 생명과학과 2022.09.29 334
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 22 Next
/ 22