초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 마우스모델과 인간의 정밀한 유전형-표현형 비교맵을 구축하여 질환모델 타겟유전자를 선택하는 것이 최종 목적임. 고효율 유전자 편집 (CRISPR)으로 만든 수많은 마우스 모델이 특정 질환모델로 사용가능한지 판단하는 생물정보학 프레임워크를 개발하고자 함. 핵심 아이디어는 유전자의 분자 진화과정 추적과 유전자-표현형 빅데이터 분석 방식을 사용한 마우스모델과 인간 유전형-표현형 비교맵을 정량화임. 유전자 모듈의 전사체 조절 회로 보존, 온톨로지 (ontology) 기반의 종간 표현형 보존 등을 종합적으로 고려하

□ 연구개요
본 연구는 마우스모델과 인간의 정밀한 유전형-표현형 비교맵을 구축하여 질환모델 타겟유전자를 선택하는 것이 최종 목적임. 고효율 유전자 편집 (CRISPR)으로 만든 수많은 마우스 모델이 특정 질환모델로 사용가능한지 판단하는 생물정보학 프레임워크를 개발하고자 함. 핵심 아이디어는 유전자의 분자 진화과정 추적과 유전자-표현형 빅데이터 분석 방식을 사용한 마우스모델과 인간 유전형-표현형 비교맵을 정량화임. 유전자 모듈의 전사체 조절 회로 보존, 온톨로지 (ontology) 기반의 종간 표현형 보존 등을 종합적으로 고려하여, 분자 및 표현형 수준 모두에서 인간 질병을 모사할 수 있는 질환모델 타겟유전자 발굴 방법을 개발 하려 함. 본 연구를 통해 구축된 마우스모델과 인간 유전형-표현형 비교맵은 기존의 마우스모델이 갖는 한계를 극복하는 데 기여할 것이며 모델 생물을 통한 인간 유전자 표현형 연구를 보완하여 윤리적이면서 효율적인 의생명과학연구의 학술적 기틀을 마련할 것으로 기대됨.

□ 연구 목표대비 연구결과
2년 단계의 4 세부 목표 중, 3단계 ((1) 마우스모델과 인간 표현형의 정량적 비교와 검증 시스템 구축, (2) 종간 유전자 발현량 및 조절 회로 비교를 통한 마우스모델과 인간 유전자 차이 정량화 및 검증, (3) 마우스모델 및 인간 유전형-표현형 모사에 최적화된 비교맵 수립 및 검증)를 완료하였으며, 마지막 단계 (유전형-표현형 비교맵을 이용해 질환모델 타겟유전자를 발굴 가능한 생물정보학 플랫폼 구축 및 배포) 를 남겨두고 있음. 유전자-표현형 모사도와, 분자수준의 다양한 조절 회로 비교 데이터를 정량화 하였으며, 그래디언트 부스팅 회귀 (Gradient-boosting regression) 기반 머신러닝 모델을 통해 정량화된 두 데이터 비교맵을 수립하고 검증한 상태임. 질환모델 타겟유전자를 발굴 가능한 생물정보학 플랫폼 구축 및 배포)를 계획하여, 해당 논문 발표를 통해 본 과제의 중단에도 불구하고 연구 중단 후에도 목표 달성을 계획하고 있음.

□ 연구개발결과의 중요성
마우스 유전형-표현형 데이터의 축적과 마우스모델-인간 간 정밀한 유전형-표현형 비교맵 개발을 통해 고효율의 유전자 편집 기술의 발달로 질환모델의 활용이 증가할 것임. 특히, 단기간에 모든 질환모델에서 밝혀진 신약과 질병 메커니즘을 인간에서 비교하기에는 시간적, 경제적 한계가 있기에, 본 연구는 정밀한 유전형-표현형 비교맵 개발을 통해 마우스모델의 인간 연구 적용 가능성을 예측하는 의료 연구에 기여할 것임. 또한, 머신러닝 모델을 이용하여 종간 표현형 차이의 진화 기여도를 설명 가능한 정밀하고 범용적인 유전형-표현형 비교 진화 모델 구축하였기에, 본 연구는 통합에 필요한 다양한 분자 진화 특징들의 기여도를 보다 정확하게 산출할 방법 개발에 기여함. 마우스모델-인간 간 정밀한 유전형-표현형 비교맵은 정밀 의료 기반 기술 개발에 중요한 자원으로서 복잡한 인간 질병 유전자의 표현형을 이해하고 다양한 동물 모델을 활용하는데 크게 기여할 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 1) 마우스 유전형-표현형 데이터의 축적과 마우스모델-인간 간 정밀한 유전형-표현형 비교맵 개발 ... 6
• 2) 종간 표현형 차이의 진화 기여도를 설명 가능한 정밀하고 범용적인 유전형-표현형 비교 진화 모델 구축 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 6
• 5. 연구성과 ... 6
• 끝페이지 ... 6