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생명연, 인공 장기유사체 완성도 평가 가능한 기술 개발

신약 개발 및 세포치료제 개발 기여 기대

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2021-08-31 12:00 송고
줄기세포 유래 오가노이드의 정량적 인체 유사도 평가 흐름도(생명연 제공) ©뉴스1

국내연구진이 인간 전분화능 줄기세포 유래 오가노이드와 인간 장기간 유사도 분석을 위한 정량적 평가 알고리즘 및 분석 웹페이지를 개발했다.

이는 신약 개발 플랫폼 및 세포치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

31일 한국생명공학연구원에 따르면 전분화능 줄기세포(Human Pluripotent Stem Cell, hPSC)는 피부, 간, 심장 등 생체의 거의 모든 조직으로 분화할 수 있는 줄기세포의 일종이다.

또, 오가노이드(Organoid)는 인공 장기유사체로 인체의 생리활성기능을 유사하게 재현한 3차원 세포 집합체를 말한다.  

최근 오가노이드의 활용 분야가 질병의 기전 연구로부터 신약 개발 및 재생 치료제까지 확대되고 있다.

이에 따라 고품질의 오가노이드 제작 및 평가를 위해 새로운 정량적 평가 시스템 및 알고리즘 개발 필요성이 대두되고 있다.

현재까지는 제작된 오가노이드를 검증하기 위해서는 장기 특이적 단백질의 발현 혹은 효소의 활성을 시험해 특정 장기로의 분화와 기능을 정성적으로 평가했다.

그러나, 각 실험실에서 제작된 다양한 오가노이드의 정성적 평가는 기준이 각각 달라 품질의 정량 평가가 어려웠다.

이에 생명연 연구진은 Public data 및 차세대 염기분석법(Next generation sequencing, NGS)기반 전사체 분석을 통해 3종의 유사도 평가 패널 및 알고리즘을 구축했다.

지난 2006년 처음 개발된 차세대 염기분석법은 하나의 유전체를 작은 단편으로 읽은 후 생물정보학을 이용해 조합함으로써 방대한 유전체 정보를 빠르게 해독하는 방법이다.

연구진은 알고리즘 구축에 이어 연구자에게 분석 서비스 제공을 위해 사용자 친화적 분석 웹페이지(W-SAS, Web based Similarity Analysis System)를 개발했다.

연구진은 이를 통해 오가노이드의 정량적 유사도 평가가 가능한 것은 물론 연구자들이 다양하게 활용할 수 있어 공공성 확보에도 기여할 것으로 내다봤다.

생명연 조현수 책임연구원은 “새로이 개발된 정량적 평가 시스템을 통해 향후 다양한 조직에 대해서 유사도 평가가 가능할 것”이라며 “이를 통해 약물 스크리닝용 대체 모델 개발 및 줄기세포 유래 세포치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구성과는 생물학 분야의 세계적 저널인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 7월23일자 온라인판에 게재됐다.


km5030@news1.kr

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