[학계주요topic] 해외연구동향 2021년 3월
관리자
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- Ethics & Policy
The science events to watch for in 2021 - Nature, 22 Dec 2020
- Nature에서 2021년 주목해야 할 과학 이벤트로 줄기세포 연구 가이드라인 개편, 기후변화, 코로나19 바이러스 기원, 코로나19 백신, 알츠하이머 약물 등에 관한 내용을 소개하였다.
특히, 줄기세포 연구지침 개편(Stem-cell revamp)에 대해서 줄기세포 과학자들은 국제줄기세포학회(ISSCR)에서 발표할 줄기세포 연구지침 개정안을 기다리는 중으로, 4년 만에 개정되는 가이드라인에 체외에서 줄기세포로 제작한 인간 배아유사 구조체(human embryo-like structures)에 관한 연구, 수정 후 체외배양 가능 기간을 많은 국가에서 법적으로 제한한 14일 규칙(14-day rule) 연장에 관한 내용이 어떻게 포함될지 관심을 가지고 있으며, 한계를 확장하면 과학자들은 조기 유산 등에 관한 원인을 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
- Organoid
Reintroduction of the archaic variant of NOVA1 in cortical organoids alters neurodevelopment - Cleber A. Trujillo, View ORCID ProfileEdward S. Rice, View ORCID ProfileNathan K. Schaefer, View ORCID ProfileIsaac A. Chaim, View ORCID ProfileEmily C. Wheeler, Assael A. Madrigal, View ORCID ProfileJustin Buchanan, View ORCID ProfileSebastian Preissl4, Allen Wang, View ORCID ProfilePriscilla D. Negraes, View ORCID ProfileRyan A. Szeto1, View ORCID ProfileRoberto H. Herai, View ORCID ProfileAlik Huseynov, View ORCID ProfileMariana S. A. Ferraz, View ORCID ProfileFernando S. Borges, View ORCID ProfileAlexandre H. Kihara, Ashley Byrne, View ORCID ProfileMaximillian Marin, View ORCID ProfileChristopher Vollmers, View ORCID ProfileAngela N. Brooks, Jonathan D. Lautz, View ORCID ProfileKaterina Semendeferi, View ORCID ProfileBeth Shapiro, View ORCID ProfileGene W. Yeo, View ORCID ProfileStephen E. P. Smith, View ORCID ProfileRichard E. Green, View ORCID ProfileAlysson R. Muotri
Science, 12 Feb 2021: Vol. 371, Issue 6530, eaax2537, DOI: 10.1126/science.aax2537 - 네안데르탈인과 데니소바인, 그리고 현존하는 인류의 유전체 비교 분석을 통해 진화에 중요하게 작용하였을 현존 인류의 특이적 유전적 변이(genetic variants)를 확인하는 것은 중요한 연구인데, 최근 미국 캘리포니아 대학의 연구팀은 유전자 편집기술을 통해 현존 인류의 유전자(NOVA1)를 고대 변이(archaic variant)로 치환한 뇌 오가노이드(brain organoids)를 제작한 연구결과를 보고하였다. 이는 인간 신경발달의 변화를 분석. 진화적으로 중요한 유전적 변이들을 연구할 수 있는 플랫폼으로 활용이 가능할 것으로 기대된다.
- Development
Blastocyst-like structures generated from human pluripotent stem cells - Leqian Yu, Yulei Wei, Jialei Duan, Daniel A. Schmitz, Masahiro Sakurai, Lei Wang, Kunhua Wang, Shuhua Zhao, Gary C. Hon & Jun Wu
Nature volume 591, pages620-626(2021) - Nature에서 인간 배아의 완전한 모델에 관련된 2편의 논문이 발표되었다.
발달 초기에 인간 배아는 배반포(blastocyst)라고 불리는 구조를 형성하는데 in vitro에서 인간 배반포와 같은 구조(human blastocyst-like sturctures)를 제작하였고, 단일세포 RNA 시퀀싱 분석 등을 통해 실제 배반포와의 전사체적 유사성을 확인하였다. 이는 초기 배아 발생, 초기 유산, 초기 발달 장애에 관한 연구에 유용한 모델을 제공할 것으로 전망한다.
- Modelling human blastocysts by reprogramming fibroblasts into iBlastoids
- Xiaodong Liu, Jia Ping Tan, Jan Schröder, Asma Aberkane, John F. Ouyang, Monika Mohenska, Sue Mei Lim, Yu B. Y. Sun, Joseph Chen, Guizhi Sun, Yichen Zhou, Daniel Poppe, Ryan Lister, Amander T. Clark, Owen J. L. Rackham, Jennifer Zenker & Jose M. Polo
Nature volume 591, pages627–632(2021) - 위에서 소개한 논문에 이어서 관련 주제로 Nature에 발표된 논문이다.
Fibroblast 리프로그래밍을 통해 iBlastoids라고 불리는 인간 배반포의 in vitro 3차원 모델을 제작, iBlastoids 특징은 배반포의 전체적인 구조를 모델링하고, 단일세포 전사체 분석으로 배반포 구성세포의 존재를 추가로 확인하였다. 또한 iBlastoids는 만능 및 trophoblast 줄기세포를 생성할 수 있으며 시험관 내 이식 초기 단계의 여러 측면을 모델링할 수 있다. 이 모델은 초기 인간 발달과 초기 발생 시 유전자 돌연변이와 독소의 영향에 대한 연구를 용이하게 할 뿐만 아니라 체외 수정과 관련된 새로운 치료법의 개발을 도울 것이라고 기대한다.
- Therapy
Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision - Yuancheng Lu, Benedikt Brommer, Xiao Tian, Anitha Krishnan, Margarita Meer, Chen Wang, Daniel L. Vera, Qiurui Zeng, Doudou Yu, Michael S. Bonkowski, Jae-Hyun Yang, Songlin Zhou, Emma M. Hoffmann, Margarete M. Karg, Michael B. Schultz, Alice E. Kane, Noah Davidsohn, Ekaterina Korobkina, Karolina Chwalek, Luis A. Rajman, George M. Church, Konrad Hochedlinger, Vadim N. Gladyshev, Steve Horvath, Morgan E. Levine, Meredith S. Gregory-Ksander, Bruce R. Ksander, Zhigang He & David A. Sinclair
Nature volume 588, pages124–129(2020) - 세포가 노화되면서 DNA에 축적되는 수천 개의 화학적 흔적 중 일부를 재설정함으로써 늙은 쥐와 망막신경이 손상된 쥐의 시력을 회복시켰다. 손상된 세포를 '젊은' 상태로 리프로그래밍함으로써 나이와 관련된 노화를 되돌리는 새로운 접근 방식을 제안한다. OSK(Oct4, Sox2, Klf4)의 발현이 DNA 메틸화 패턴과 전사체를 젊은 상태로 복원하며, 액손 재생을 증진시켜 녹내장 및 시력 손상을 회복하였다. 액손 재생 및 시력 복원에서 OSK 유도 리프로그래밍의 유익한 효과는 DNA methylase TET1과 TET2를 필요로 한다. 이는 포유류 조직이 DNA 메틸화에 의해 인코딩된 젊은 후생유전적 정보에 대한 기록을 보유하고 있다는 것을 나타내며, 이 정보는 조직 기능을 개선하고 생체 내 재생을 촉진하기 위해 활용될 가능성이 있다.