최근 해외 우수 논문 소개

Cell fate control
Pluripotency factors functionally premark cell-type-restricted enhancers in ES cells

Hong Sook Kim, Yuliang Tan, Wubin Ma, Daria Merkurjev, Eugin Destici, Qi Ma, Tom Suter, Kenneth Ohgi, Meyer Friedman, Dorota Skowronska-Krawczyk & Michael G. Rosenfeld. Nature (Apr, 2018) DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0048-8

다양한 연구에도 불구하고 cell type에 영향을 주는 유전자의 enhancer 조절은 그간 명확히 규명되지 않았다. 본 연구는 향후 특정 타입의 세포로 분화 시 중요한 역할을 하는 유전자의 enhancer가 배아줄기세포 상태에서 소수의 전사 인자에 의하여 이미 'premaked' 되어 있음을 규명하였으며, 이러한 현상이 enhancerd region에서의 DNA hydroxyl-methylation 조절에 의함을 macrophages와 neural stem cell의 예에서 검증하였다. 본 연구의 결과는 세포의 분화가 배아줄기세포 상태에서부터 enhancer의 조절을 통하여 미리 준비되고 있으며, 향후 세포의 운명 조절과 관련한 분자 기전 연구에 큰 영향을 줄 것으로 예상된다.

Developmen
Dissecting the Functional Consequences of De Novo DNA Methylation Dynamics in Human Motor Neuron Differentiation and Physiology.

Michael J. Ziller, Juan A. Ortega, Katharina A. Quinlan, David P. Santos, Hongcang Gu, Eric J. Martin, Christina Galonska, Ramona Pop, Susanne Maidl, Alba Di Pardo, Mei Huang, Herbert Y. Meltzer, Andreas Gnirke, C.J. Heckman, Alexander Meissner, and Evangelos Kiskinis Cell Stem Cell (Apr, 2018) DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.02.012

Michael J. Ziller, Juan A. Ortega, Katharina A. Quinlan, David P. Santos, Hongcang Gu, Eric J. Martin, Christina Galonska, Ramona Pop, Susanne Maidl, Alba Di Pardo, Mei Huang, Herbert Y. Meltzer, Andreas Gnirke, C.J. Heckman, Alexander Meissner, and Evangelos Kiskinis Cell Stem Cell (Apr, 2018) DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.02.012

Regenerative medicine
Reciprocal signaling by Notch-Collagen V-CALCR retains muscle stem cells in their niche.

Meryem B. Baghdadi, David Castel, Léo Machado, So-ichiro Fukada, David E. Birk, Frederic Relaix, Shahragim Tajbakhsh and Philippos Mourikis Nature (May 2018) DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0144-9

근육 주위에 위치하며 근육의 생성과 재생 기능을 하는 satellite cell은 재생 의학적 관점에서 다양한 관심의 대상이 되어 왔음에도 불구하고 세포의 활성화/비활성화와 같은 기능 조절 및 근육 주변의 위치 조절과 같은 주요 사항에 대한 연구는 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 Collagen V를 생성 및 분비함으로써 satellite cell이 스스로 비활성화를 유지하고 있으며, 이러한 기전에 NOTCH signaling 및 Calcitonin receptor가 관여하고 있음을 규명하였다. 본 연구의 결과는 향후 근육의 생리 및 다양한 근육질환 연구에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

Regenerative medicine
Inhibition of Methyltransferase Setd7 Allows the In Vitro Expansion of Myogenic Stem Cells with Improved Therapeutic Potential

Robert N. Judson, Marco Quarta, Menno J. Oudhoff, Hesham Soliman, Lin Yi, Chih Kai Chang, Gloria Loi, Ryan Vander Werff, Alissa Cait, Mark Hamer, Justin Blonigan, Patrick Paine, Linda T.N. Doan, Elena Groppa, WenJun He, Le Su, Regan H. Zhang, Peter Xu, Christine Eisner, Marcela Low, Ingrid Barta, Coral-Ann B. Lewis, Colby Zaph, Mohammad M. Karimi, Thomas A. Rando, and Fabio M. Rossi Cell Stem Cell (Feb, 2018) DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2017.12.010

다양한 골격근 관련 질환의 치료를 위한 줄기세포 기술의 개발은 이식 가능한 근육줄기세포의 확보와 배양 기술의 미비로 인하여 난제로 남아있었다. 본 연구에서는 methyltransferase의 일종인 Setd7이 β-catenin의 조절을 통하여 근육줄기세포인 satellite cell의 증식을 촉진하는 사실을 규명하였으며, 이와 같은 기전을 조절함으로써 실제 설치류로부터 근육줄기세포의 확보 혹은 이식 시 근육세포로의 분화를 촉진할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과는 근육 질환의 치료를 위한 근육줄기세포의 효율적 조절을 가능하게 함으로써, 향후 재생 의학의 예시가 될 것으로 사료된다.

Advanced technology
Whole-organism clone tracing using single-cell sequencing.

Anna Alemany, Maria Florescu, Chloé S. Baron, Josi Peterson-Maduro, and Alexander van Oudenaarden Nature (Mar, 2018) DOI: https://doi.org/10.1038/nature25969

배아 발달 과정에서 각종 전구세포의 역할과 그 기전에 에 대한 연구는 그 발생학적 중요성에도 불구하고 연구기법의 한계로 인하여 명확히 규명되지 못한 채 남겨져 있었다. 이러한 연구가 성공적으로 수행되기 위해서는 특정 단계에서의 각종 세포의 구분과 표지가 동시에 정확하게 되어야 하며, 본 연구에서는 고전적인 그간의 기술을 극복한 CRISPR-Cas9 응용 기술인 ScarTrace 기법을 개발 및 이용하여 세포를 표지하고 성체의 각 조직 내 세포를 분석할 수 있었다. 이를 통하여 특정 조직 내 세포의 개체 내 발생학적 역사 및 관련된 progenitor의 종류를 파악하였으며, 이는 향후 다양한 연구에 발생학적 기술 및 지식으로서 응용되어 줄기세포의 분화조절과 발생학 연구에 매우 중요한 정보를 제시할 것으로 기대된다.