BRIC

검색 닫기

Bio뉴스

한빛사

웨비나 참가신청

학술웨비나 스마트폰 딥러닝 AI 기술을 통한 세계 최고 속도의 현장진단 플랫폼 개발 [Nat. Commun.] 일반적으로 의료 영역에서 빠르고 정확한 진단/스크리닝에 대한 요구가 매우 크며, 이에 기반한 빠른 처방이 요구된다. 예를 들어 심근경색, 패혈증 진단, 응급실에서의 임신여부 판단, 그리고 팬데믹 시의 감염병 진단 등에 있어서 빠른 진단 시간이 필수이지만, 상용화되어 있는 가장 빠른 진단법인 래피드키트조차 일반적으로 15분 이상의 진단 시간이 요구된다. 본 연구에서는 시계열 딥러닝 알고리즘을 통해 현장에서 빠르고 정확하게 진단이 가능하도록 하는 인공지능 기술을 제안하였다. 이를 위해 현장 접근성이 가장 뛰어난 래피드키트의 색변화를 딥러닝을 통해 학습하고, 색변화가 발생하는 초기에 최종반응을 예측하는 알고리즘을 적용하여 높은 민감도 및 정확도로 현장진단이 가능하게 하였다. 특히 비감염성 질환의 대표적인 마커인 심근경색 마커(Troponin I) 및 응급 임신진단테스트(hCG)를 통해 전문가가 15분 이후 진행하는 정확도를 뛰어넘는 결과를 1~2분 만에 가능케 하였다. 본 연구의 핵심기술은 YOLO, CNN(Convolutional neural network)기반 LSTM(Long Short Term Memory)알고리즘 및 완전연결계층(Fully connected layer)으로 구성된 아키텍처와 스마트 AI 기반 검증을 통한 시간효율적 면역 분석법(TIMESAVER)을 통해 구현하였다.
  • 2024년 04월 12일 (금) 오전 11시
  • 박정수 (광운대학교, 고려대학교)
참가신청
학술웨비나 포플러 RNA-seq 데이터 분석을 통한 새로운 합성 프로모터 염기서열 제작 [Plant Biotechnol. J.] 최근 합성생물학 (Synthetic biology)의 활용도는 약학, 의학, 그리고 농학 분야에 있어 광범위하게 넓어지고 있다. 최근 시스템 생물학(Systems biology) 분야에서 만들어진 분자생물학적 정보는 유전자 조절을 통한 생화학적 물질 합성과 유용한 형질 전환체 개발을 더욱 정교하게 실행하는데 도움을 주고 있다. 특히, 시공간상의 조절이 가능한 프로모터 생합성은 흥미로운 단백질이나 대사 합성물의 생산을 유전체 생성단계에서 부터 조절할 수 있도록 해주어서, 합성 생물학의 중요한 분야로 여겨지고 있다. 이 발표에서는 가뭄 피해를 입은 포플러 (Populus) 의 발현 유전체 분석을 통해 새로운 유전자 발현 조절인자를 컴퓨터 분석을 통해 제시하고, 흥미로운 조절인자의 재배치를 통해 가뭄 환경 에서만 반응하는 새로운 프로모터를 제작하는 방법을 소개하고자 한다. 특히, 일부의 프로모터는 포플러의 지상부에서만 가뭄에 반응하는 결과를 보여 주었다. 이러한 생합성 프로모터 개발의 성공은 이후 바이오 에너지나 가뭄 환경저항에 관련한 작물 개발에 있어 흥미로운 단백질이나 대사물질 합성을 특이 조직이나 특정 시기에만 활성화 시키는데 좋은 방법이 될 수 있으리라 기대된다.
  • 2024년 04월 09일 (화) 오전 10시
  • 양용일 (University of Tennessee)
참가신청
학술웨비나 대사체와 후성유전을 통한 줄기세포 노화의 조절: 증가된 Polyamine 대사와 그에 따른 SAM의 결핍이 노화된 근육줄기세포의 Heterochromatin 형성을 억제한다 [Nat Metab.] 노화에 따른 Heterochromatin의 손실은 모든 진핵생물에서 공통적으로 발생하는 현상으로 노화의 원인 중 하나로 꼽히고 있지만, 그 기작에 대해서는 아직 밝혀진 바가 없었다. 쥐의 근육줄기세포를 대상으로 한 대사체 분석을 통해, 늙은 쥐의 줄기세포에서 대사체 S-adenosylmethionine (SAM)의 양이 젊은 쥐에 비해 현저하게 낮은 것을 확인했고, 세포 내 SAM의 양을 늘려주었을 때 노화된 줄기세포의 heterochromatin의 젊은 수준으로 회복됨을 확인했다. 뿐만 아니라, 근육줄기세포 내 SAM의 증가와 heterochromatin의 형성은 DNA 손상의 축적, 세포사멸, 근육 재생의 저하와 같은 노화 관련 형질들을 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 그렇다면 노화에 따른 SAM의 결핍은 왜 발생하는 것일까? SAM은 메틸화 반응의 유일한 메틸원으로 잘 알려져 있지만, 이는 또한 polyamine 합성의 유일한 아민원(aminopropyl donor)으로 쓰인다. 따라서 SAM이 polyamine 합성에 과도하게 사용되었을 경우, 히스톤 H3K9-메틸화 반응을 매개하는 메틸원이 부족하게 되어 heterochromatin 형성이 제한될 수 있다. 흥미롭게도, 노화된 근육줄기세포에서 polyamine 대사체가 증가되어 있는 것을 확인했고, polyamine 합성을 억제했을 때 세포 내 SAM의 양이 증가하며, heterochromatin의 형성이 유도되는 것을 확인했다. 이는 결과적으로 노화된 근육줄기세포의 기능과 근육 재생 능력을 젊은 수준으로 되돌려 놓는 효과를 나타냈다. 따라서 노화된 줄기세포에서 과도하게 증가된 polyamine 합성은 세포 내 SAM의 결핍을 유도하고, 이는 heterochromatin의 형성을 억제함으로써 노화 관련 형질을 유도함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 polyamine 대사와 후성유전의 직접적인 상호작용을 밝히고, 더 나아가 대사체의 조절을 통해 chromatin의 구조를 젊은 상태로 되돌려 놓음으로써 줄기세포의 노화를 억제할 새로운 가능성을 제시할 수 있었다.
  • 2024년 04월 11일 (목) 오전 10시
  • 강정민 (Stanford University School of Medicine)
참가신청
학술웨비나 고효율 바이오에너지 생산 가능한 합성 미생물 생태계 플랫폼 개발[Nat. Commun.] 최근 기후변화에 대한 우려로 바이오매스로부터 생물연료 및 바이오 화합물을 생산하는 생물 발효에 관한 관심이 가속화되었습니다. 따라서, 연구자들은 산업 미생물을 더 다양한 기질의 사용, 발효 속도의 향상, 생산 화합물의 확대 등의 방향으로 개선하고 있습니다. 그러나 단일 균주 기반의 발효 시스템은 미생물 균주의 과도한 유전적 변형으로 인한 대사 부담과 세포 독성을 일으킨다는 한계점이 있습니다. 산업적으로 사용되는 미생물과 달리, 자연에서의 미생물은 일반적으로 공동체를 형성하여 살아갑니다. 이른바 미생물 생태계 내에서 미생물들은 더 우수한 기능을 가집니다. 예를 들어, 대사 과정을 구성 균주 간에 나누어 소비하기 어려운 기질을 더 효율적으로 활용하고, 가혹한 환경에서 생존 가능성을 높입니다. 미생물 생태계는 구성 균주들의 역할 분담(Division of labor, DOL)을 통해 단일 균주에 비해 많은 이점을 가지고 있습니다. 한 예로, 효모와 유산균은 자연에서 상호 공생을 이루면서 살아갑니다. 유산균은 내부 효소를 통해, 효모가 섭취하지 못하는 락토오스를 효모가 소비할 수 있는 글루코스, 갈락토스로 분해해 줍니다. 반대로 효모는 유산균이 만들지 못하는 필수 아미노산들을 만들어 분비해 줌으로써 두 균주는 더 다양한 기질 환경에서 살아갈 수 있게 됩니다. 미생물 생태계 기반 전략을 산업적으로 이용하기 위해 많은 연구가 진행되었지만, 산업적으로 사용하기에는 조절이 어렵다는 문제가 있습니다. 미생물 생태계를 조절하는 핵심은 미생물 내 생태계의 DOL을 정확하게 조절하여 분배하는 것입니다. 본 연구에서, 우리는 초기 생태계 구성 균주의 세포 농도와 접종 시기를 정량적으로 바꾸어, 미생물 공동체의 활성을 최적화할 수 있는 전략을 보여줬습니다. 미생물 공동체 DOL 분배를 정량적으로 분배하기 위해, 실제 발효 데이터를 기반으로 수학적 모델링을 수립했습니다. 수립된 수학적 모델링은 그로부터 설계된 모델 미생물 생태계의 활성을 크게 개선함을 확인했습니다.
  • 2024년 04월 16일 (화) 오후 03시
  • 신종혁 (한국생명공학연구원)
참가신청
기업웨비나 End-to-End CDMO 서비스를 통한 세포·유전자 치료제 개발 전략 [VectorBuilder] End-to-End CDMO 서비스를 통한 세포·유전자 치료제 개발 전략 VectorBuilder는 연구자와 바이오 제약사가 유전자 전달 약물 파이프라인을 개발할 때 위험을 완화할 수 있도록 지원하는 통합 플랫폼을 제공하고 있습니다. 본 웨비나에서 Cheng 박사는 글로벌 CGT 환경을 분석하고 위탁 개발자 및 제조업체의 관점에서 CGT 제조의 문제점을 요약합니다. 그런 후 성공적인 IND 적용 및 임상 시험을 위한 공정 개발과 GMP 제조 촉진을 위한 VectorBuilder의 광범위한 CDMO 솔루션과 통합 기술 노하우를 소개할 예정입니다. Title: Reinforcing and accelerating development of cell & gene therapy with end-to-end CDMO service Abstract: VectorBuilder is providing an integrated platform to assist researchers and biopharma to mitigate risks when developing gene delivery drug pipelines. In this webinar, Dr Cheng will analyze the global CGT landscape and summarize the pain points of CGT manufacturing from the perspective of a contracted developer and manufacturer. With increasing number of CGT pipelines entering clinical phases, the demand of large-scale GMP production of the viral and non-viral vectors rises exponentially. Bottlenecks in the manufacturing process as well as GMP production capabilities have to be tackled in order to enable more successful IND applications and clinical trials. Dr Cheng will introduce VectorBuilder’s extensive CDMO solutions and integrated technology know-how to facilitate process development and GMP manufacturing.
  • 2024년 04월 16일 (화) 오전 11시
  • Hoi Lok Cheng (VectorBuilder Inc.)
참가신청
학술웨비나 넥스트 팬데믹을 대비하는 신종 코로나바이러스 고속 약물 스크리닝 플랫폼 개발 [Nat. Commun.] 코로나 바이러스 유래 단백질 분해효소 Mpro (The Main Protease)는 바이러스 증식에 필수로 요구되며, SARS-CoV-1의 Mpro 활성 부위 서열과 2021년 SARS-CoV-2의 Mpro 활성 부위 서열을 비교할 때 20년이 지났음에도 변이가 전무하다. 넥스트 팬데믹 (COVID-X) 상황에서 출현할 신종 코로나바이러스의 경우도 유사한 Mpro가 바이러스의 증식에 핵심적으로 이용될 가능성이 높다. 따라서, Mpro 활성 부위를 타겟으로 한 약제의 경우, 인체에 대한 부작용이 적고 변이가 적음으로 미래에 발생할 수 있는 COVID-X에도 치료제로써 높은 효능을 유지할 것으로 예상된다. 본 연구자는 엔지니어드 아밀로이드 나노복합체를 이용하여 Mpro 억제제의 효능을 비색법으로 모니터링하여 코로나 바이러스 치료제를 스크리닝 할 수 있는 플랫폼을 개발하였다. 이는 기존 형광을 이용하여 측정하는 방식에 비해 매우 고가인 Mpro를 50배 적은 농도로 사용하며, 측정의 오차도 훨씬 적음을 증명하였다. 측정 시간의 경우도 1-2시간 내에 측정이 가능하여 기존 방식 대비 1/20-1/100 수준으로 고속 대용량 스크리닝이 가능하다. 또한, 본 스크리닝 플랫폼은 복잡한 전처리 과정이 필요로 하지 않음으로 비전문가도 충분히 실험을 진행할 수 있다.
  • 2024년 04월 24일 (수) 오후 02시
  • 정효기 (고려대학교)
참가신청
학술웨비나 넥스트 팬데믹을 대비하는 신종 코로나바이러스 고속 약물 스크리닝 플랫폼 개발 [Nat. Commun.] 코로나 바이러스 유래 단백질 분해효소 Mpro (The Main Protease)는 바이러스 증식에 필수로 요구되며, SARS-CoV-1의 Mpro 활성 부위 서열과 2021년 SARS-CoV-2의 Mpro 활성 부위 서열을 비교할 때 20년이 지났음에도 변이가 전무하다. 넥스트 팬데믹 (COVID-X) 상황에서 출현할 신종 코로나바이러스의 경우도 유사한 Mpro가 바이러스의 증식에 핵심적으로 이용될 가능성이 높다. 따라서, Mpro 활성 부위를 타겟으로 한 약제의 경우, 인체에 대한 부작용이 적고 변이가 적음으로 미래에 발생할 수 있는 COVID-X에도 치료제로써 높은 효능을 유지할 것으로 예상된다. 본 연구자는 엔지니어드 아밀로이드 나노복합체를 이용하여 Mpro 억제제의 효능을 비색법으로 모니터링하여 코로나 바이러스 치료제를 스크리닝 할 수 있는 플랫폼을 개발하였다. 이는 기존 형광을 이용하여 측정하는 방식에 비해 매우 고가인 Mpro를 50배 적은 농도로 사용하며, 측정의 오차도 훨씬 적음을 증명하였다. 측정 시간의 경우도 1-2시간 내에 측정이 가능하여 기존 방식 대비 1/20-1/100 수준으로 고속 대용량 스크리닝이 가능하다. 또한, 본 스크리닝 플랫폼은 복잡한 전처리 과정이 필요로 하지 않음으로 비전문가도 충분히 실험을 진행할 수 있다.
  • 2024년 04월 24일 (수) 오후 02시
  • 정효기 (고려대학교)
참가신청

최신 웨비나

학술웨비나 PET 영상을 활용한 미세플라스틱 흡입 생체 분포 지도: microplastic과 nanoplastic의 차이 [Part. Fibre Toxicol.] 김진수(한국원자력의학원, 과학기술연합대학원대학교 KIRAMS 캠퍼스(UST-KIRAMS))
학술웨비나 PAK4의 지방분해 억제 효과 [Nat Metab.] 유황찬(전북대학교 의과대학)

Bio일정