초록 ▼

연구의 목적
프로테오믹스와 지노믹스 중심 오믹스 분석 기반을 구축하고, 구축된 기반을 바탕으로 사업단에 분석 서비스를 제공함. 또한 IMPC 마우스 중 IMPReSS (International Mouse Phenotyping Resource of Standardised Screens)에서 대사질환 표현형을 보인 마우스 총6종 (1단계 3종, 2단계 3종 )의 간, 근육, 지방, 혈액의 오믹스 분석을 진행하고 생성된 데이터를 국제적으로 공유할 수 있도록 사업단에 제공함.

연구 내용
연구 목표: 당뇨, 지방간,

연구의 목적
프로테오믹스와 지노믹스 중심 오믹스 분석 기반을 구축하고, 구축된 기반을 바탕으로 사업단에 분석 서비스를 제공함. 또한 IMPC 마우스 중 IMPReSS (International Mouse Phenotyping Resource of Standardised Screens)에서 대사질환 표현형을 보인 마우스 총6종 (1단계 3종, 2단계 3종 )의 간, 근육, 지방, 혈액의 오믹스 분석을 진행하고 생성된 데이터를 국제적으로 공유할 수 있도록 사업단에 제공함.

연구 내용
연구 목표: 당뇨, 지방간, 비만 표현형 IMPC 마우스의 오믹스 분석을 바탕으로 마우스 표현형 해석 기반 구축 및 정보개발을 통한 인체 진단 및 치료원천 기반기술 확보
1. 대사질환 표현형 마우스 모델의 오믹스 분석기반 구축과 분석 서비스 제공
o 오믹스 분석 기반 구축을 위해 구축되어 있는 글로벌 프로테오믹스 기술을 강화함. 이를 위해 더 많은 단백질을 동정하기 위해 시료 준비 방법과 분획화 방법들의 SOP를 재정비
o NGS 데이터와 프로테오믹스 데이터 비교·통합 시스템 구축
o 타 세부에 분석 서비스를 제공하여 다종의 IMPC 마우스 모델의 프로파일링을 진행

2. 대사질환 표현형 마우스의 다양한 장기(혈액, 지방, 근육, 간)를 오믹스 분석기반을 활용한 마우스의 프로테오믹스와 지노믹스 표현형 분석
o 1단계, 표현형 3종과 2단계 3종, 3단계 3종 총 9종 single gene knock out IMPC 마우스의 대사질환 표현형 타겟 장기의 글로벌 프로테옴과 RNA-seq. 오믹스 분석
o 대사질환 표현형 해석에 더 많은 정보제공을 위해 deep proteomics 개념의 단백질 수식화 분석 SOP를 확립과 이를 활용한 단백질 분석

3. 적중정량 프로테오믹스를 활용한 대사질환 표현형 마우스 글로벌 오믹스 데이터의 검증
o 단백질의 절대정량을 위해 질량분석기를 활용한 방법인 다양한 마우스 조직에서의 Multiple Reaction Monitoring (MRM) 분석조건 확립
o 확립된 정량 프로테오믹스 방법을 활용하여 글로벌 오믹스 데이터로 부터의 특이적인 후보물질의 정량검증과 이를 통한 대사질환 치료 및 진단 후보단백질의 발굴

4. 대사질환 마우스 오믹스 분석 정보의 통합·비교분석을 통한 대사질환 정보의 재생산 및 국제 공유를 통한 분석데이터 기반 대사질환 진단 및 치료 원천 기반정보 공유
o 확보된 데이터의 KMPC 제공을 통한 정보공유

연구개발성과
1. 대사질환 표현형 마우스 모델의 오믹스 분석기반 구축과 분석 서비스 제공
o 오믹스 분석 기반 구축을 위해 Fusion-Orbitrap에서 글로벌 프로테오믹스 기술을 강화함.이를 위해 더 많은 단백질을 동정하기 위해 시료 준비 방법과 분획화 방법들의 SOP를 재정비함.
o RNA-seq 데이터의 통합 분석법과와 iTRAQ 프로테오믹스 정량 분석법을 Fusion-LC-ms/ms에서 확립하고 이들 두 데이터 비교·통합하는 시스템을 구축함.

2. 대사질환 표현형 마우스의 다양한 장기(혈액, 지방, 근육, 간)를 오믹스 분석기반을 활용한 마우스의 프로테오믹스와 지노믹스 표현형 분석
o 1단계 IMPC Ahnak 포함 대사질환 3종 마우스의 대사질환 표현형 타겟 장기의 글로벌 RNA-seq을 현재까지 사업단 공급받은 모든 샘플을 96건에 대해 분석하고 기본 데이터 및 네트워크 분석, 클러스터링 분석, 중요 유전자 선별을 진행함.
o 대사질환 표현형 해석에 더 많은 정보제공을 위해 최신의 분석기기를 활용한 proteomics 분석을 실행하였으며, 단백질 글로벌 프로파일링과 정량분석을 동시에 할수 있는 iTRAQ 프로테오믹스 SOP를 확립 및 현재까지 112개 분석 완료함.

3. 확립된 프로테오믹스 방법을 활용하여 글로벌 프로테오지노믹스 데이터로 부터 특이적인 대사질환 유관 유전자/단백질을 발굴 중이며, 이를 통해 대사질환 치료제 및 진단 후보 단백질의 발굴을 위한 기반 데이터를 확보함

4. 확보된 데이터의 KMPC 제공을 통한 정보공유

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
현재까지의 질환 관련성 혹은 발현변화 등의 질환연구에서 벗어나, 모든 유전자의 기능과 각 유전자의 질환 관련성 연구를 위한 유전자의 knock out mouse model의 국제적 연구가 요구되어짐에 따라, 세계적 규모의 연구 일환으로 대사 질환적 표현형을 보이는 마우스에 대한 오믹스 맵핑을 진행하게 될 것임. 이러한 연구결과로 부터 해당 유전자의 기능과 각 유전자의 관련성, 질환 관련성의 직접적 연구를 진행함으로 인해, 현재까지 미확인된 질환의 원인이나 치료의 방법을 새롭게 제공하는 데이터를 생산하게 되고 국제적인 정보공유와 함께, 이전보다 더욱 체계적인 대사질환에 대한 새로운 기작의 발굴 및 치료의 방법을 강구 할 수 있는 기회가 될 것임. 인간의 대사질환 네트워크를 규명하기 위해 최신의 분석방법인 유전체와 단백체 융합 분석기반이 확립되므로 써, 이질적인 오믹스 데이터를 통합하고 질환 관련성 유전자의 고유 발현 특성을 글로벌 데이터 수준에서 체계적으로 규명하게 되어, 특정 생물학적 샘플에서 개별 유전자발현의 의미와 상호연관성을 새롭게 평가하는 기술이 확립되는 기회가 될 것임

( 출처 : 국문 요약문 3p )

Abstract ▼

Purpose & Contents
First, establish omics analysis platform focused on genomics and proteomics, and provide other research teams with omics analysis service based on built a foundation. Second, 6 types of single gene knockout IMPC mouse with metabolic disease phenotype in IMPReSS will be analyzed

Purpose & Contents
First, establish omics analysis platform focused on genomics and proteomics, and provide other research teams with omics analysis service based on built a foundation. Second, 6 types of single gene knockout IMPC mouse with metabolic disease phenotype in IMPReSS will be analyzed using omics techniques. Liver, muscle, adipose tissues and blood samples will be subjected for the RNA-seq and global proteome profiling and the omics-generated data will be releaed through KMPC to share globally.

1. To establish the OMIC’s data analysis platform of metabolic syndrome phenotype mouse models and to provide the analysis service
o To strengthen the global proteomics techniques for the establishment of the OMIC’s analysis platform.
o To reorganize methods of preparing agents and the SOP of fractionation methods for the identification of more proteins
o To establish the comparison-integration of NGS data and proteomics data
o To perform profiling of various IMPC mouse models by providing the analysis service to other research teams

2. The analysis of murine proteogenomics on the OMIC’s data analysis platform of various organs (blood, fat, muscle, liver) of metabolic syndrome phenotype
o The analysis of the global proteome and genomic data of the metabolic syndrome phenotype target organs of IMPC KO mouse. Three phenotype strains at the first stage, three strains at the second stage, three strains at the third stage, and total 9 strains will be analyzed.
o To provide more information for the interpretation of metabolic syndrome phenotype, the SOP for the analysis of protein posttranslational modification based on the in-depth proteomics will be established, and protein phosphorylation will be analyzed.

3. Validation of the global OMIC’s data of metabolic syndrome phenotype mouse by applying the appropriate proper quantity of proteomics
o For the absolute quantitation of proteins, the analysis conditions for Multiple Reaction Monitoring (MRM) of diverse mouse tissues by mass spectrometry will be established.
o By applying the established (MRM) proteomics method, specific candidate substances obtained from the global OMIC’s data will be quantitatively validated, and the candidate substances for the diagnosis and treatment of metabolic syndrome will be determined.

4. Sharing the platform data of the diagnosis and treatment of metabolic syndrome through global data sharing as well as regeneration of information on metabolic syndrome through integration-comparative analysis of the OMIC’s data analysis information on metabolic syndrome mouse
o Share the information by providing the KMPC of obtained data

Results
1) establised the OMIC’s data analysis platform of metabolic syndrome phenotype mouse models and provided the analysis service
2) performed murine proteogenomics on the OMIC’s data analysis platform of various organs (blood, fat, muscle) of metabolic syndrome phenotype
3) validated the global OMIC’s data of metabolic syndrome phenotype mouse by applying the appropriate proper quantity of proteomics
4) shared the platform data of the diagnosis and treatment of metabolic syndrome through global data sharing as well as regeneration of information on metabolic syndrome through integration-comparative analysis of the OMIC’s data analysis information on metabolic syndrome mouse

Expected Contribution
As an international study on KO mouse phenotype model of gene-disease association is increasingly needed to identify functions related to disease gene expression data, this study will be conducted for the ‘omics’ mapping on mouse ever seen a metabolic disease phenotype as part of a global-scale.

Due to conducting direct research on disease-related functions of the respective gene and disease relevance from these results, the global information sharing of a new method for the cause and treatment of unidentified disease to date will be an opportunity to find a way of identifying new mechanisms for more systematic metabolic disease than ever before.

To investigate the human metabolic disease networks, the integration of disparate omics data based on proteogenome analysis enable identify the unique expression of the characteristics of disease relevant genes systematically in the global data level, and this will be an opportunity to establish the new technology, which evaluate the correlation of individual genes in specific biological samples.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 7
• 목차 ... 8
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1. 연구개발 목적 및 평가의 착안점 ... 9
• 2. 연구개발의 필요성 ... 10
• 3. 연구개발 범위 ... 21
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 22
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 27
• 1. 연구범위 및 연구수행 내용 ... 27
• 2. 세부 수행 내용 및 성과 ... 27
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 61
• 1. 목표 달성도 ... 61
• 2. 관련 분야 기여도 ... 61
• 3. 연구 성과 ... 64
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 70
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 70
• 1. 해당 분야에서의 최신 연구 동향 소개 ... 70
• 2. 학회 및 IMPC 참가 시 얻은 정보 ... 72
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 72
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 73
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 73
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 80
• 1. 대표적 연구 실적 목록 ... 80
• 2. 대표적 연구 실적 내용 ... 80
• 제11장. 기타 사항 ... 82
• 제12장. 참고 문헌 ... 82
• 끝페이지 ... 83