| 초록 |
□ 연구개요 수지상세포는 전문적인 항원제시세포로서 면역기능 항상성 유지에 중심적인 역할을 수행한다. 본 과제는 수지상세포 특이적 유전자 발현 네트워크에서, 크로마틴 3차 구조 조절 단백질 CTCF의 기능적 역할과 분자적 조절기전 규명을 목표로 하였다 이를 위해 1) CTCF 결핍 수지상세포의 유전자 발현 네트워크와 인핸서 프로파일을 전유전체적 수준으로 탐색하고, 2) “크로마틴 3차 구조 기반 인핸서 네트워크” 지도 확립을 통해 크로마틴 3차구조의 역동적 변화와 인핸서 리프로그래밍을 분석하여, 3) 면역활성과 면역질환 제어를 위한 CTCF 표적유전자를 발굴하고 기능적 중요성을 검증하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 과제를 통해 수지상세포에서 CTCF 결핍과 감염 자극에 의해 유도되는 크로마틴 3차 구조의 역동적 변화를 인핸서를 중심으로 집중 분석하고, 인핸서 리프로그래밍에 의해 유도되는 CTCF 표적유전자를 발굴하여, 수지상세포의 유전자 발현과 면역항상성 유지를 위한 CTCF의 기능적 중요성과 분자적 제어 기전을 규명하였다. 구체적으로는 1) CTCF 결핍 수지상세포의 유전자 발현 네트워크를 분석하고 2) 유전자 발현의 시기와 효율을 수지상세포 특이적으로 정교하게 조절하는 인핸서를 전유전체적 수준으로 탐색하며, 3) 각각의 인핸서에 대한 특이적 표적유전자를 파악할 수 있는 “크로마틴 3차 구조 기반 인핸서 네트워크”지도를 확립하고, 4) CTCF 결핍이나 감염 자극에 의해 유도되는 크로마틴 3차구조의 역동적 변화를 인핸서를 중심으로 집중 분석하여, 5) 면역활성과 면역질환 제어를 위한 수지상세포의 크로마틴 3차구조와 인핸서 리프로그래밍의 기능적 중요성을 검증하였다. 이와 같이 연구 목표 대비 달성도 100%의 연구 결과를 얻을 수 있었다. 정량석인 연구성과로는, JCR 상위 5%이내 논문 2편을 포함한 SCI급 논문 4편, 국내 및 해외특허 각 1건, 석사4명/박사1명 졸업 등이 있다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 유전자 발현조절 기작의 새로운 패러다임으로써 최근“크로마틴의 공간적 구조와 시간적 변화(4차원 Nucleome;4DN)에 따른 생명현상 규명 및 질환기전 이해”라는 새로운 개념이 부각되고 있다. 특히, “질환과 연계된 시공간적 4차원 유전체 코드”는 신개념의 미래의학 컨텐츠로서 환자 개개인에 따른 맞춤의학 기술 개발을 위한 핵심적 기반이 될 것으로 판단된다. 이러한 선도적인 국제 연구동향에 발맞추어 본 과제는 유전체 구조와 유전자 발현 양상을 매개하는 핵심적인 상위조절인자인 CTCF에 의해 수지상세포의 면역 활성이 조절되는 기전을 “시공간적 4차원 유전체 코드”를 중심으로 분자적 수준에서 규명하였고, 향후 자가면역질환 등 난치성 질환에 대해 수지상세포를 이용한 세포치료제 개발의 이론적 근거와 원천 기술을 제공할 수 있다. 또한, 크로마틴 3차 구조 기반 인핸서 네트워크 분석 기술은 기존 유전체 분석의 한계를 뛰어넘는 창의적이고 혁신적인 차세대 연구방법론으로, 면역질환이나 암과 같은 다양한 종류의 질환 발생에 적용될 경우 기존 연구방식으로는 규명하지 못했던 문제를 해결하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
