認知症・がんなど複雑疾患の原因を細胞レベルで精密に追跡できる遺伝子分析技術が国内研究陣によって開発された。写真は記事の特定の事実と無関係。クリップアートコリア
認知症やがん、パーキンソン病などの複雑な疾患の原因を個々の細胞から精密に覗くことができる技術が国内の研究者によって開発された。細胞内の遺伝設計図を一度に読み取る方法で、病気の初期シグナルをより正確に見つけることができると期待される。
韓国科学技術院（KAIST）はチョン・インギョン生命科学科教授研究チームがヤルイ・ディアオ（Yarui Diao）米国デューク大学教授チームと共同研究を通じて単一細胞で4日明らかにした。
◆既存研究、「細胞微細な変化捕捉不可」限界=細胞は3つの要素が一緒に噛み合いながら運命が決定される。これらの要素のうち、「遺伝子発現」はどの遺伝子が実際に機能するのか、「エピジェネティック遺伝子」はその遺伝子がなぜ機能するのか、「ゲノム三次構造」はどの空間構造の中で機能するのかを示す。
このように個々の細胞の変化を詳しく見てみると、病気の初期シグナルを捕捉しやすい。しかし、既存の研究では個々の細胞を精密に分析することが難しく、数千～数万個の細胞の平均値を一度に分析する方式が主に使用されている。このため、微細な変化が歪んだり欠けたりする限界があった。
◆AIで個々の細胞を詳細に確認…コストも大幅に下げる=研究チームは、転写体、エピジェネティック、3次ゲノム構造など3つの遺伝情報を単一細胞で同時に分析する統合精密分析技術に人工知能(AI)分析を組み込んで精度と再現性を高めた。
この技術を脳組織と筋肉再生過程に適用した結果、22の主要細胞型で遺伝子が異なる方法で働く原理を確認した。
特に、筋肉幹細胞が再生される過程で遺伝子の立体構造が変化し、細胞の役割が決定される過程を単一細胞レベルで追跡することに成功した。研究者らは、これらの分析結果が老化と難治疾患の治療戦略を開発する上で重要な基盤となると期待している。
この他にも研究チームは、細胞一つを分析する費用を約0.04ドル(50ウォン)水準に下げることにも成功したと明らかにした。
チョン・インギョン教授は「今回の研究は、細胞を観察するレベルを超えて、細胞内部の誘電体設計図を精密に読み、制御できる可能性を提示した」とし、「パーキンソン病やがんなどの複雑な疾患の発生メカニズムを明らかにし、患者カスタマイズ型新薬ターゲットを発掘する上で重要な転換点になるだろう」と話した。
ユン・ウンヨン記者[email protected]
#細胞属遺伝子超精密解毒認知症がん研究