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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 김태묵
논문 Taemook Kim, Hogyu David Seo, Lothar Hennighausen, Daeyoup Lee, and Keunsoo Kang (2018), Octopus-toolkit: a workflow to automate mining of public epigenomic and transcriptomic next-generation sequencing data, Nucleic Acids Res. 2018 Feb 6. doi: 10.1093/nar/gky083, (PUBMED : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29420797)
한줄요약 Next-generation sequencing data를 분석하기 위한 자동화 분석 툴킷


인터뷰

 

1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요.

   Next-Generation sequencing(NGS) 기술로 인해 최근 수년간 대규모의 Sequencing 데이터가 쌓여가고 있습니다. 많은 생물학을 연구하는 연구원들께서 이미 공개된 수많은 데이터를 이용하여 연구하고자 하는 목적에 맞게 더욱 더 유의미한 정보를 얻고자 노력하고 있습니다.

   하지만 대부분의 연구원들이 직접 데이터를 분석하는데 몇가지 어려움을 겪고 있습니다. 대부분의 NGS Tools Linux 기반으로 개발이 되어 있으며, GUI (Graphic user interface)가 아닌 CommandTool로 개발되어 있습니다. 사용자에게 익숙한 Window와 같이 파일을 열고 옵션을 선택한 뒤 클릭만으로 처리가 되는 것이 아니라 과거 Dos와 같이 직접 명령어를 하나하나 입력을 해야 되기 때문에 처음 시도 하시는 분들이 적응하는데 쉽지는 않습니다. 또한 NGS 관련 분석 Tools이 약 수 천개가 개발이 되어 있으며, ChIP-Seq, RNA-Seq 등등 하나의 분석을 하기 위해서도 관련된 Tool이 여러가지 필요합니다. (예시로 ChIp-Seq의 경우 약 10~12개의 Tool, 관련 Package 10개 필요)

   많은 연구원들이 익숙치 않은 운영체제에서 복잡한 설치 과정 및 실행 등 높은 진입장벽으로 인해 포기를 하는 경우를 많이 봤습니다. 이러한 문제점들을 해결하고 좀 더 쉽게 자신의 데이터를 분석하는데 도움이 되고자 개발은 진행하였습니다.

   제가 개발한 Octopus-toolkit은 분석과 관련된 여러가지 Tool을 자동으로 설치해주며, 클릭 몇 번만으로 NGS data를 분석을 처리해 줍니다. 또한 National Center for Biotechnology Information(NCBI) Published sequencing data의 경우 Accession Number(GSE,GSM)만 입력하여 분석을 할 수 있으며, 개인이 가지고 있는 데이터 또한 분석을 할 수 있습니다. ChIp-Seq, RNA-Seq, ATAC-Seq, DNase-seq, MNAse-seq, MeDIP-Seq을 처리할 수 있으며, 현재는 human (Homo sapiens), mouse (Mus musculus), dog (Canis lupus familiaris), plant (Arabidopsis thaliana), zebrafish (Danio rerio), fruit fly (Drosophila melanogaster), worm (Caenorhabditis elegans), and budding yeast (Saccharomyces cerevisiae) genomes을 대상으로 분석을 지원하고 있습니다.


figure.jpg

 

2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.

   Octopus-toolkit NCBIPublished sequencing data를 처리하기 위하여 관련 정보들을 수집합니다. 올해 초 마지막 Revision을 하던 중 NCBI에서 Sequencing data에 대한 URL 및 사이트를 포맷을 변경을 하면서, 갑자기 프로그램의 기능 중 중요한 부분이 처리가 되지 않는 문제가 발생했습니다. 이미 여러가지 이유(리뷰어 요청 : Tools에 대한 추가 개발) Revision을 하던 중이어서 마지막에 Reject이 되지 않을까 하던 걱정을 하고 빠르게 수정을 해서 재배포를 하였는데, 다행히 에디터가 여행을 가는 바람에 리뷰어들에게 전달이 되지 않아 무사히 넘겼던 적이 있습니다.

 

3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.

   이 프로젝트()를 진행하면서 분명히 A라고 이해를 하고 진행을 하다가 다른 프로젝트()를 진행한 뒤 나중에 이 프로젝트()를 확인을 했을 때 B라고 이해를 하고 진행한 적이 있습니다. 몇일이 지나서 이상한 부분이 있어서 다시 앞에서부터 확인을 해보니 잘못 기억을 해서 진행하고 있던 것을 확인한 적이 있습니다. 실험실에서 이 프로젝트 하나만을 진행하는 것이 아니기 때문에, 매일 연구를 하고 분석을 한 내용들을 매번 잘 기록을 해 두는 것이 좋을 것 같습니다.

 

4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?

   저는 학부과정을 컴퓨터를 전공하였고, 단순히 소프트웨어 개발을 하는 것이 아니라 생물학과 융합하여 제가 가지고 있는 능력을 좀 더 이쪽에서 발휘하고자 시작을 하였습니다. 공부를 하면서 세포 내에서 일어나는 많은 기작 등에 흥미를 느끼며, Bioinformatic에 흥미를 가져서 이를 연구하고 많은 궁금증을 해결하기 위해서 입니다.

 

5. 다른 하고 싶은 이야기

   이 논문을 쓰기까지 옆에서 관심 가져주시고 지도해주신 이대엽 교수님과 단국대학교 강근수 교수님께 감사 말씀드립니다. 그리고 실험실에서 오래 동안 있으면서 다들 건강 잘 챙기고, 하고 있는 연구에서 좋은 결과를 얻을 수 있기를 바랍니다.


  1. 주재건 (후성유전체 및 계산생물학 연구실, 정인경 교수님)

    질문 핵체 주위 게놈 상호작용을 설명할 수 있을까? 핵체 주위 게놈 상호작용 매개인자는 무엇일까? 발견 행렬 분해기법을 기반으로 게놈 3차 구조 데이터로부터 핵체 주위 염색체 간 상호작용 정보를 추출할 수 있는 신규 기계학습 알고리즘 개발 스토카스틱...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views10
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  2. No Image

    민광욱 박사 (신경발달 및 재생 연구실. 김진우 교수님)

    질문 눈에서 나온 시신경 다발이 양쪽 뇌로 연결되는 이유는 무엇일까? 발견 인간을 비롯한 대부분 동물은 두개의 눈을 가지고 인식한 외부 물체의 시각 신호를 뇌로 신호를 보내고, 뇌에서는 이 신호를 통합해 물체의 모양, 거리, 이동 방향을 파악함. 이때 ...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views13
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  3. No Image

    이정운 (후성유전체 및 계산생물학 연구실, 정인경 교수님)

    <질문> 파킨슨 병에 기여하는 후성유전학적 특징들은 무엇일까? <발견> 단일세포 유전체 기술과 3차원 후성유전체 기술을 접목하여 뇌 환경 유지에 주요한 역할을 하는 희소돌기아교세포(oligodendrocyte)와 미세아교세포(microglia)의 후성 유전적 인자들이 ...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views14
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  4. 임소연 (신경발달 및 재생 연구실, 김진우 교수님)

    질문 신경 조직의 유한한 세포 수는 전구세포의 분열한계 때문일까? 발견 피부나 간 등과 달리 대부분 신경조직을 구성하는 세포는 발달 과정에서만 생성되고 성체에서는 만들어지지 않음. 이는 신경조직 내 줄기세포가 분열한계에 이르러 더 이상 신규세포를...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views16
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  5. 박준우 박사(신경발달 및 재생 연구실, 김진우 교수님)

    질문 한정된 공간인 세포핵 안에서 분해되지 않는 단백질을 세포는 어떻게 처리할까? 발견 세포핵에서 잘 분해되지 않는 전사인자 단백질인 OTX2가 세포핵 돌출 소막에 쌓여 세포질의 리소좀(lysosome)으로 이동하는 새로운 세포 내 단백질 이동 경로를 규명...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views19
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  6. 이한솔 박사 (치료 단백질 디자인 & 구조생물학 실험실, 오병하 교수님)

    질문 여러 종류의 단백질 센서를 만들 수 있는 플랫폼을 개발할 수 있을까 발견 개발된 단백질 시스템은 마치 레고 블록처럼 사용돼 여러 다양한 단백질 센서를 용이하게 제작하는데 쓸 수 있는 플랫폼을 제공한다. 이번 연구에서는 B형 간염 바이러스 단백질...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views21
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  7. 조혜연 (기억생물학 연구실, 한진희 교수님)

    살아있는 생쥐 뇌에서 기억저장 뉴런(신경 세포)을 표지하고 추적, 관찰할 수 있는 기술을 이용해 같은 경험을 다시 할 때, 원래 존재하던 오래된 기억 뉴런이 새로운 뉴런으로 교체됨을 규명.
    Date2024.02.23 By생명과학과 Views21
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  8. 이한솔 (기억생물학 연구실, 한진희 교수님)

    기억 리콜 때 CA1 뉴런의 활성을 측정한 결과, 학습에 의해 활성이 증가하는 세포 앙상블이 있음을 확인함. 또한 이 활성 증가가 기억 리콜 때 측정한 freezing (공포 기억 리콜 인덱스) 수준과 유의미한 상관관계가 있음을 규명.
    Date2024.02.23 By생명과학과 Views21
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  9. 김규광 (기능유전체 및 계산생물학 연구실, 정인경 교수님)

    <질문> 기존의 점돌연변이나 유전체 변이만으로는 설명이 어려운 암 유전체를 3차원 게놈 구조 관점에서 재 해독할 수 있을까? <발견> 암에서는 다양한 종류의 변이가 발생하며 암 특이적 3차원 게놈 구조 변화 또한 발생한다. 이로 인해 유전자가 잘못된 전...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views22
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  10. 정이레 (기억생물학 연구실, 한진희 교수)

    시냅스 강도 조절 메커니즘에 의한 기억 저장 뉴런 선택. 시냅스 발생 뉴런이 더 높은 확률로 기억 엔그램에 참여하며, 학습 직후 일부 뉴런의 시냅스 강도를 조작하면 기억은 그대로지만, 그 기억을 인코딩하는 뉴런이 변경됨.
    Date2024.02.23 By생명과학과 Views23
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  11. 손승규 (광유전학 및 RNA 치료 연구실, 허원도 교수님)

    질문 시냅스의 변화를 실시간으로 관찰할 수 있을까? 발견 살아있는 세포와 생쥐의 뇌에서 시냅스의 변화를 실시간으로 이미징 할 수 있는 SynapShot이라고 명명한 기술 기술을 개발하였습니다. 기존에 다른 시냅스 관찰 기술들이 있었지만 한번 시냅스에서 ...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views24
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  12. 김효상 (시냅스 뇌질환 연구단, 김은준 교수님)

    질문 염색질 재조합 단백질의 결손에 따른 자폐 스펙트럼 유사 행동은 어떻게 치료될 수 있을까 발견 본 연구에서는 ARID1B 유전자의 돌연변이가, 생쥐 모델에서 어떻게 사회성 저하와 반복 행동을 유발하는지, 시냅스와 RNA의 분석을 통해서 밝혀내었고, 유...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views24
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  13. 김재호 박사 (생체방어 연구실, 이흥규 교수님)

    질문 고 포도당 음료 보충을 통해 뇌종양의 성장이 억제되는가? 억제 되면 기전은 무엇인가? 발견 • 교모세포종 실험 쥐 모델에서 고 포도당 음료 보충을 통해 뇌종양의 성장이 억제되는 현상을 관측했고 이에 더해 이러한 억제 효과가 장내 미생물의 특...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views29
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  14. 문진우 (암 에피제네틱 연구실, 김미영 교수님)

    질문 악성 췌장암의 진행 및 전이를 유발하는 유전자와 그 기작은 무엇인가? 발견 기저형 (basal-like)의 아형을 보이는 췌장선암 (pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)은 보다 공격적인 특성을 보이며, 빠른 진행과 전이 양상을 보입니다. 본 연구에서...
    Date2024.02.23 By생명과학과 Views29
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  15. 유도현 (바이오나노의약 실험실, 전상용 교수님)

    질문 염증성 장 질환을 효과적으로 표적할 수 있는 약물 전달 플랫폼 개발 필요 염증 조직 특이적인 당 결합 단백질 발현 양상을 활용한 표적 치료 전략 개발 가능성 발견 장내 균의 당질층은 장 표면의 당질층 혹은 당 결합 단백질과 결합함. 염증성 장 질환...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views30
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  16. 김찬희, 권용민 (식물학 연구실, 최길주 교수님)

    질문 식물 광수용체인 파이토크롬은 포토바디라고 불리는 액체-액체 상 분리 응집체를 형성한다. 파이토크롬 포토바디는 어떤 단백질들로 구성되어 있을까? 발견 식물 광수용체인 파이토크롬은 포토바디라는 빛에 조절되는 액체-액체 상 분리 응집체를 형성한...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views31
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  17. 황현정, 박태림, 김형인(김윤기, 조원기 교수님 연구실 공동연구)

    질문 - YTHDF2가 비정상 단백질 처리 경로에 어떤 영향을 미칠까? - YTHDF2와 상호작용하는 단백질은 무엇일까? 발견 정상적인 생명 활동 유지에 중요한 단백질 형성과정은 정상적인 단백질 뿐만 아니라 비정상적인 단백질이 그 과정 중 형성되기도 한다. 비...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views32
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  18. 신호철, 김유진 (바이오나노의약 실험실, 전상용 교수님)

    질문 여러 종의 암의 공통적 특징을 표적하는 범용 치료용 항암 백신 개발 필요 암 연관 섬유아세포를 표적 제거하는 백신 전략의 암 치료 효용성 발견 종양미세환경에서 가장 많은 부분을 차지하는 암 연관 섬유아세포는 암 성장 촉진 인자 및 세포외기질을 ...
    Date2024.02.26 By생명과학과 Views32
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  19. 장지윤, 신민경, 박주리 (RNA 유전체학 연구실, 김윤기 교수님)

    질문 -원형 RNA에서 일어나는 새로운 단백질 합성기전은 무엇일까? - RNA 백신 개발에 응용 될 수 있을까? 발견 생물학적 기능을 나타내는 중요 원리인 central dogma는 DNA로부터 시작해 RNA, 단백질로 이어진다. 이때 최종 생산 물질인 단백질은 번역 과정...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views33
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  20. 김은아, 함석진 (RNAging Lab, 이승재 교수님 연구실)

    질문 미토콘드리아 Krebs cycle 부산물이 개체 수준의 면역에 어떤 영향을 미칠까? 발견 미토콘드리아의 Krebs cycle 효소 중 하나인 ACO-2의 knockdown이 예쁜꼬마선충에서 UPRmt을 활성화 하여 개체수준에서 선천적 면역을 강화 시킴을 발견함. ACO-2의 억...
    Date2024.02.22 By생명과학과 Views38
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