1. Cell: 프라임 편집 기술을 통해 연구원들은 유전 질환을 치료하는 데 사용될 수 있는 다양한 방법으로 게놈을 정확하게 편집할 수 있습니다.

새로운 연구에서 미국 Broad Institute의 연구자들은 연속 진화 및 공학 방법을 사용하여 이 유전자 편집 도구의 향상된 버전을 개발했습니다. 관련 연구 결과는 'Phage-assisted Evolution and Protein Engineering Yield Compact, 효율적인 Prime Editors'라는 제목으로 Cell 저널에 2023년 8월 31일 게재되었습니다.



 Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.07.039



새로운 유전 편집기술은 이전 버전보다 더 효율적이고 전문화되어 면역 체계 세포 와 뇌 내부의 DNA를 포함하여 체외 및 동물의 세포 배양에서 편집하기 어려운 DNA를 수정할 수 있습니다 . 또한 크기가 더 작아 잠재적으로 새로운 질병 치료법으로 신체의 주요 부분에 있는 세포에 전달하는 것이 더 쉬워집니다.

DNA에 대한 표적화된 삽입, 삭제 및 기타 변경을 수행할 수 있는 리드 편집은 Broad Institute의 의료 분야 Mekin Institute for Transformative Technologies 소장인 David Liu 교수와 그의 팀이 2019년에 처음 설명했습니다.

이 기술은 DNA에 흠집을 낼 수 있는 비기능성 Cas9 단백질, 편집할 위치를 지정할 수 있는 조작된 프라임 편집 가이드 RNA(pegRNA), 해당 위치에 삽입된 새로운 유전자를 포함하는 여러 분자를 결합합니다. 효소는 RNA를 주형으로 사용하여 DNA에 특정한 변화를 일으킵니다.

과거 Broad Institute의 연구원들은 편집 효율성을 높이기 위해 pegRNA와 세포가 선도 편집에 반응하는 방식을 최적화했습니다. 이 새로운 연구에서 그들은 리드 편집 시스템의 핵심인 효소를 개선하는 데 중점을 두었습니다. 그들은 일련의 새로운 편집기술을 구축했으며, 편집 작업을 전문으로 하기 위해 발전했습니다. Cas9 변종을 포함하는 PE6a~PE6g라는 리드 편집 시스템을 발표했습니다.

이러한 새로운 대표 편집기술은 이전 편집보다 2~20배 더 효율적이므로 잠재적으로 더 유용한 치료법이 됩니다.

이 연구원들은 동물 및 치료 관련 배양 세포를 포함한 다양한 세포 유형을 편집하는 거의 모든 초기 편집 프로젝트에서 PE6 편집기를 사용했습니다.

2. Cell: 더 큰 박테리아의 표면에 사는 작은 박테리아의 특이성 발견

파테시박테리아(Patescibacteria)는 생활 방식이 여전히 파악하기 어려운 작은 미생물 그룹입니다.

연구원들은 몇 가지 유형의 박테리아를 배양할 수 있었지만 이러한 박테리아는 다양하고 많은 환경에서 발견됩니다.

연구원들은 실험실에서 키울 수 있었던 소수의 박테리아는 또 다른 더 큰 숙주 미생물의 세포 표면에서 자랐습니다.

일반적으로 박테리아에는 단백질을 구성하는 아미노산, 막을 구성하는 지방산, DNA의 뉴클레오티드 등 생명체가 생존하는 데 필요한 많은 분자를 만드는 유전자가 부족합니다. 많은 박테리아가 성장하기 위해 다른 박테리아에 의존한다는 가설이 세워졌습니다.

새로운 연구에서 워싱턴 대학과 시애틀 시스템 생물학 연구소의 연구원들은 박테리아의 특이한 생활 방식 뒤에 있는 분자 메커니즘을 처음으로 밝혀냈습니다. 이러한 획기적인 발전은 이러한 박테리아를 유전적으로 조작하는 방법을 발견함으로써 가능해졌고, 새로운 연구 방향의 세계가 열렸습니다. 관련 연구 결과는 "Patescibacteria의 유전적 조작은 미생물 물질과 에피바이오틱 방식에 대한 기초 제공합니다"라는 제목으로 Cell 저널에 2023년 9월 7일 온라인에 게재되었습니다. 논문의 교신저자는 워싱턴대학교 의과대학 미생물학과 교수인 Joseph Mougous 박사입니다.



 Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.08.017



논문 공동저자인 시애틀 시스템 생물학 연구소의 Nitin S. Baliga는 "메타유전체학은 어떤 미생물이 우리 몸에 살고 있는지 알려줄 수 있지만 DNA 서열만으로는 그 유익한 효과에 대한 정보를 제공하지 못한다"고 말했습니다. 특히 이전에 특성화한 적이 없는 유기체에 대한 활동입니다." " 착생은 생존을 위해 다른 유기체에 부착되어야 하는 유기체입니다.

3. Cell: 중국 연구원들이 비정상적인 NK 세포 아형을 확인했습니다.

자연살해세포(NK세포)는 종양의 진행에 저항하는 신체의 선천면역반응에 없어서는 안 될 역할을 하며, 최근 국제잡지 Cell에 '단일세포 파노라마'라는 제목의 논문이 게재됐습니다. NK세포라는 연구를 통해 북경대학교 및 기타 기관의 연구원들이 연구를 통해 다양한 암 유형과 조직에서 NK 세포의 이질성을 분석하고 비정상적인 항종양 기능을 갖는 NK 세포의 유형을 발견했습니다.



Cell (2023) DOI:10.1016/j.cell.2023.07.034



암세포를 직접 죽이는 능력으로 NK세포는 면역치료 분야에서 강력한 경쟁자가 되었고, 혈액암 치료에서도 탁월한 효능을 입증했지만, 다양한 조직 미세환경에서 NK세포의 발현이 불분명한 상태로 남아 있으며, 그 종류와 기능은 다양하며, 이질성은 또한 고형 종양 치료에 적용하는 데 특정한 어려움을 가져옵니다. 수년간 Tian 교수 등 연구진은 서로 다른 조직에서 NK 세포의 이질성을 연구해 왔으며, 이번 연구에서 그들은 716개의 샘플을 포함하여 24가지 암 유형을 포괄하는 광범위한 단일 세포 전사체 데이터 세트를 수집했습니다. 총 1223개의 종양 샘플 47명의 환자와 47명의 건강한 개인으로부터 얻은 것입니다.

연구진은 처음으로 포괄적인 범암 수준에서 CD56brightCD16lo NK 세포의 5가지 하위 유형과 CD56dimCD16hi NK 세포의 9가지 하위 유형을 식별하는 동시에 이러한 하위 유형의 표현형 및 기능적 다양성에 대한 상세한 분석을 수행했습니다. 연구진은 광범위한 데이터 세트를 통합하여 다양한 암 유형에서 NK 세포 하위 유형 구성에 대한 선호도를 관찰했으며, 특히 종양, 인접 조직 및 말초 혈액 내 NK 세포 하위 유형의 분포는 명백한 차이를 보여주었습니다. 연구진은 첨단 생물정보학 기술을 이용하여 RGS1 유전자가 비혈액 NK 세포에서 높게 발현된다는 사실을 발견했는데, RGS1은 전통적인 조직 잔류 표지자에 비해 상당한 특이성과 민감성을 나타냅니다.

연구진은 종양 미세환경을 탐색함으로써 DNAJB1+CD56dimCD16hi NK 세포가 종종 종양에 매우 풍부하다는 사실을 발견했으며, 이 그룹을 분석한 결과 이들 그룹의 세포 독성은 감소했으며, 억제 수용체는 증가했으며, 스트레스 수준이 증가한 것으로 나타났습니다. 관련 단백질도 증가했습니다. 종양 관련 NK 세포(TaNK 세포, 종양 관련 NK 세포)라고 불리는 이 아형은 NK 세포의 풍부함이 종양 환자에게도 유익하다는 과학자들의 전통적인 이해를 깨뜨립니다.

반대로 TaNK 세포는 다양한 암과 관련이 있습니다. 환자의 나쁜 예후와 면역요법에 대한 명백한 저항 사이에는 강한 연관성이 있습니다. 또한, 그들은 또한 LAMP3+ 수지상 세포(DC)가 NK 세포 기능의 주요 조절자라는 것을 발견했습니다. 분포 데이터 분석에서는 LAMP3+ 수지상 세포 근처의 NK 세포의 세포 독성 활성이 감소한 것으로 나타났습니다.

4. 셀(Cell): CAR-T 세포 치료 개선 기대

최근 몇 년 동안 연구원들은 유전자 변형 기술을 사용하여 면역 세포를 암을 공격할 수 있는 치료법으로 재프로그램화했습니다.



Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.08.013

이제 새로운 연구에서 글래드스톤 연구소(Gladstone Institutes)와 샌프란시스코 캘리포니아 대학교(University of California, San Francisco)의 연구원들은 수천 가지의 다양한 유전자 편집 조합을 신속하게 "접합"하여 면역 세포에서 테스트할 수 있는 기술을 개발했습니다. 그들은 "ModPoKI(Modular Pooled Knockin Screening)"라는 스크리닝 기술을 사용하여 면역 세포에 추가되면 이러한 유전자를 세포의 수명을 연장시키고 더 나은 항암 효과를 나타낼 수 있는 새로운 유전자 조합을 식별했습니다. 관련 연구 결과는 Cell 저널에 2023년 9월 14일 게재되었습니다.

논문의 공동 교신저자이자 글래드스톤-UC 샌프란시스코 게놈 면역학 연구소 소장인 알렉산더 마슨(Alexander Marson) 박사는 이렇게 말했습니다. 그리고 이것이 환자에게 어떻게 도움이 되는지 테스트하는 것이 더 나은 세포 치료법의 개발을 빠르게 할 것이라고 생각합니다."

공동 저자이자 스탠포드 대학교 의과대학 병리학과 조교수인 Ansuman Satpathy 박사는 이렇게 덧붙였습니다. "이 새로운 연구는 처리량이 높은 유전체학을 사용하여 세포 치료에서 새로운 분자 프로그램을 발견하고 설계할 수 있는 능력을 보여줍니다. 그리고 이러한 과정에 대한 우리의 이해를 더욱 발전시킵니다.

5. Cell: 중국 연구원들은 태아기 발달 과정에서 인간 대식세포 분화의 역동적인 변화를 밝힙니다.

중국과학원 심천첨단기술연구소, 지난대학교, 심천대학교, 푸단대학교, 샤먼대학교, 이스라엘 와이즈만 과학연구소 연구진은 새로운 연구에서 인간 대식세포가 초기 단계에서 배아 단계로 진화했다는 사실을 밝혔습니다. 단계는 19개의 서로 다른 조직에서 분화의 역동적인 변화를 시작합니다. 관련 연구 결과는 2023년 9월 12일 Cell 저널에 온라인으로 게재되었습니다. 논문 제목은 "면역 세포가 태아기 발달 과정에서 인간 대식세포 사양의 역학을 드러냅니다."입니다.

 

Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.08.019

이 새로운 연구에서 저자는 단일 세포 서열분석, 생물정보학 기술, 면역 및 기능 테스트를 결합하여 18개월( 4~26주)에 걸쳐 인간 태아 면역 체계 발달에 대한 지도를 구축했습니다.

이 지도를 바탕으로 저자는 가장 조직에 특이적인 세포 계통인 대식세포에 초점을 맞췄습니다. 그들은 발달 과정에서 여러 대식세포 아형의 분화 기원, 공간적 위치화, 기능적 특성 및 T세포 조절 메커니즘을 밝혀냈습니다.

논문의 공동 교신저자이자 중국과학원 심천첨단기술연구소의 Li Hanjie 교수는 "우리 연구의 주요 발견은 2개의 새로운 대식세포에 특별히 초점을 맞춘 15개의 서로 다른 대식세포 하위 유형을 식별한 것"이라고 말했습니다.

놀랍게도 중추신경계의 소교세포와 유사한 소교세포 유사 세포가 태아 표피, 고환, 심장 등 예상치 못한 위치에서 발견되었습니다. 저자들은 이들 세포가 신경 능선 세포의 분화에 영향을 미쳐 초기 조직 발달을 촉진한다는 사실을 발견했습니다.

 
 

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