초록 ▼

연구의 목적 및 내용

세포리프로그래밍 과정에서 promoter conjugated Streptavidin-biotin assay를 이용하여 새로운 DNA demethylase를 발굴하고 그 작용원리를 밝혀, epigenetic reprogramming과정에서 5-mC에서 직접적으로 cytosine으로 convert할 수 있다는 가능성을 확인함. 또한 이 유전자의 조절을 통해 iPSC reprogramming, direct reprogramming, EB(embryonic body) differentiation 효율을 증

연구의 목적 및 내용

세포리프로그래밍 과정에서 promoter conjugated Streptavidin-biotin assay를 이용하여 새로운 DNA demethylase를 발굴하고 그 작용원리를 밝혀, epigenetic reprogramming과정에서 5-mC에서 직접적으로 cytosine으로 convert할 수 있다는 가능성을 확인함. 또한 이 유전자의 조절을 통해 iPSC reprogramming, direct reprogramming, EB(embryonic body) differentiation 효율을 증가시키고 형성된 reprogrammed cells의 기능향상을 확인함.

- 새로운 DNA demethylase 발굴
1. Cell reprogramming과정에서 새로운 DNA demethylase의 탐색
2. 발굴된 DNA demethylase의 효과와 특성 분석
3. 새로운 DNA methylase의 작동 메커니즘 분석

- 발굴된 DNA demethylase를 이용한 효율적 세포 리프로그래밍기술 개발
4. 세포 역분화 리프로그래밍에서 DNA demethylase 를 통한 효율적 리프로그래밍
5. 세포 직접교차분화 리프로그래밍에서 DNA demethylase 를 통한 효율적 리프로그래밍
6. 세포 자연 분화 과정에서 DNA demethylase 를 통한 효율적 리프로그래밍

연구결과

○ 새로운 DNA demethylase 발굴
○ 탐색된 Protein의 demethylase activity 분석 및 발현패턴 확인
○ 새로운 DNA demethylase를 통한 효율적 리프로그래밍 기법 개발
○ 새로운 DNA demethylase의 유효성 및 작동 메커니즘 분석
○ DNMT3a/b knockout 마우스 fibroblasts에서 직접교차분화 리프로그래밍 유도를 통한 DNA methylation 역할분석
○ DNA demethylase RAD50과 Tet1의 binding 패턴분석
○ Luciferase assay를 통해 DNA demethylase의 binding 확인

연구결과의 활용계획

○ Cell reprogramming과정에서 가장 중요한 부분인 DNA methylation패턴의 변화에 대한 연구 및 새로운 DNA demethylase의 개발은 epigenetic reprogramming에 관한 이해를 촉진하고 새로운 지식을 창조함.
○ DNA demethylase의 발굴 system은 이 분야의 연구에 새로운 접근 방법을 제시하고, 이런 방법을 특허출원하여 외국으로 수출할 경우 경제적인 수익도 창조할 수 있음.
○ 새로운 system을 이용한 demethylase의 발굴은 기존의 passive demethylation개념을 타파하고 5-mC에서 직접으로 cytosine으로 convert하는 새로운 pathway를 제시할 것임.
○ 궁극적으로 epigenetic reprogramming과정에서 새로운 DNA demethylase를 발굴하고 작동 메커니즘을 이해하고 효율적 iPSC reprogramming 기술을 확립함으로써, 미래에 reprogramming 기술을 보다 더 조절 가능하고 예측 가능한 system 으로 만들어, 기존에 볼 수 없었던 혁신적인 세포치료와 신약 개발을 이끌 수 있는 기술을 제공할 것임.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose& contents

The identification and characterization of new DNA demethylase that convert directly 5mC to cytosine by using a ‘promoter conjugated streptavidin biotin assay’ during cell reprogramming. Also, new DNA demethylase will apply to effective method for improving induced pluripote

Purpose& contents

The identification and characterization of new DNA demethylase that convert directly 5mC to cytosine by using a ‘promoter conjugated streptavidin biotin assay’ during cell reprogramming. Also, new DNA demethylase will apply to effective method for improving induced pluripotent stem cell reprogramming, direct reprogramming and embryoid body differentiation.

- Research of new DNA demethylase
1. Search the new DNA demethylase during cell reprogramming process
2. Characterization and effectiveness analysis of new DNA demethylase
3. Evaluate mechanisms of new DNA demethylase

- Highly effective cell reprogramming techniques using searched new DNA demethylase
1. Effective cell reprogramming using new DNA demethylase
2. Effective direct cell reprogramming using new DNA demethylase
3. Effective embryoid body eifferentiation using new DNA demethylase

Result

○ Search new DNA demethylase
○ Investigation of demethylase activity and expression pattern in searched protein
○ Development of efficient reprogramming method by new DNA demethylase
○ Evaluate mechanisms of new DNA demethylase
○ Investigation of DNA methylation pattern through direct conversion in DNMT3a/b knockout mouse fibroblast
○ Analysis of RAD50 and Tet1 binding pattern
○ Analysis of DNA methylase binding pattern by luciferase assay

Expected Contribution

○ Promotes understanding and create knowledge of epigenetic reprogramming by study of DNA methylation pattern and searched new DNA demethylase during cell reprogramming process
○ This study will provide new approach for epigenetic field and creating economic profits by applied patent
○ This study will offer a new pathway that convert directly 5mC to cytosine by breaking a preexistence ‘passive demethylation’ concept
○ This study will provide a development of new drug and cell therapy by build an effective reprogramming technique, new predictive system of reprograming techniques and finding a new DNA demethylase.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 17 5. 연구결과의 활용계획 ... 17 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 18 7. 참고문헌 ... 18 8. 연구성과 ... 19 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 23 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 23 11. 기타사항 ... 27끝페이지 ... 27