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MARC
자료명/저자사항
프로테오지노믹스 원천기술개발 / 미래창조과학부 [편] 인기도
발행사항
[과천] : 미래창조과학부, 2015
청구기호
전자형태로만 열람 가능함
자료실
전자자료
형태사항
394 p. : 삽화, 도표 ; 30 cm
제어번호
MONO1201723256
주기사항
포스트게놈 신산업육성을 위한 다부처 유전체 연구사업
주관연구기관: 한국과학기술연구원
주관연구책임자: 양은경
원문

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I. 제목

프로테오지노믹스 원천기술 개발

II. 연구개발의 목적 및 필요성

단일 오믹스 기술의 한계성이 대두됨에 따라 프로테오지노믹스와 같은 통합 오믹스 분석 연구들이 활발히 진행되고 있는 상황에서, 특히 프로테오지노믹스의 경우, 요소기술의 정의 및 전략적 개발 전략이 시급히 시도되어야 함. 차세대서열분석법 기반 mRNA-seq 및 exome-seq 분석을 통해 다양한 유전체 정보를 확보하고, 이를 기반으로 타겟지향적 단백질 프로파일링을 수행하여 100 아토몰 이하를 검출하는 유전체-to-단백체 타겟팅 기술, 각종 수식화가 포함된 글로벌 프로테옴을 프로파일링하여 동일시료의 유전체 정보에 mRNA 대비 ˜50%가 매핑된 프로테오지노믹 정보를 생산하는 단백체-to-유전체 매핑 기술, targeted mRNA/exome sequencing 및 150개의 다중표지자를 동시검출하는 clinical MRM, 5개의 표지자를 동시검출하는 면역분석 기반 assay를 포함하는 verification 기술을 핵심 구성요소로 하는 생분자 시그너처 발굴 프로테노지노믹스 파이프라인을 구축함. 이를 통하여 통계적으로 유의한 숫자의 위암 임상시료로부터 임상적으로 유의한 민감도/특이도를 보이는 위암 생분자 시그너처를 확정함으로써 프로테오지노믹스 원천기술 파이프라인 유효성을 증명함.

III. 연구개발의 내용 및 범위

∙ 유전체 시그너처 분석 파이프라인을 구축

∙ 조기위암 특이적 생분자 시그너처를 동정할 수 있도록 조직/혈액 검체의 수집/처리/질관리 수행

∙ 단백체-to-유전체 매핑 인포매틱스기술 개발

∙ 단백체-to-유전체 매핑 요소기술 중 기검증된 글로벌 프로테옴 프로파일링 및 인산화, 당쇄화 PTM 프로파일링 기술 적용, 개발 및 도입단계의 요소기술인 acetylome, redoxome, N-terminome 프로파일링 최적화, 및 단백체-to-유전체 매핑 인포매틱스 기술 적용

∙ 네트워크 기반 유전체-단백체 시그너처 통합 및 유전체-to-단백체 타겟팅 기술 개발

∙ 다중 생분자 시그너처 검출 검증 기술 확립

∙ 국제 네트워크에 참여하여 immuno-MRM 플랫폼 확립

IV. 연구개발결과

차세대서열분석법(NGS) 기반의 whole genome/exome-seq 및 mRNA-seq 데이터를 분석하여 유전체 시그너처를 분석하는 파이프라인을 구축함. 자체 유전체 분석 및 미국 NCI의 TCGA와 협력연구를 통해 250명의 조기 위암 및 위암 환자 조직 검체에서의 엑솜시컨싱 및 RNA 시컨싱 유전체 데이터를 확보하고. 그 중 75명 위암환자의 종양/주변정상조직 150개 검체에서의 위암/정상조직간의 유전체/단백체 발현차이, 즉 위암특이적 생분자 시그너처를 동정할 수 있도록 조직/혈액 검체의 수집/처리/질관리를 수행함. 단백체-to-유전체 매핑 인포매틱스기술로서 NGS 서열 기반 펩티드/수식화 동정 기술 및 단백체 시그너처 기반 주요 유전체 시그너처 해석 및 선별 기술을 개발함. 단백체-to-유전체 매핑 요소기술 중 이미 기검증된 글로벌 프로테옴 프로파일링 및 인산화, 당쇄화 PTM 프로파일링 기술을 적용하여 연간 50예 이상의 조직검체에서 조직당 7000종 이상의 단백질, 500개 이상의 인산화부위, 80개 이상의 당쇄화부위를 검출하고, 개발 및 도입단계의 요소기술인 acetylome, redoxome, N-terminome 프로파일링을 최적화하여 각각 300, 1000, 1000개 이상의 부위를 검출하고, 개발된 단백체-to-유전체 매핑 인포매틱스 기술을 적용함. 네트워크 기반 유전체-단백체 시그너처 통합을 통해 생분자 시그너처 선별 기술을 개발 및 패키지화하고, 타겟지향적 프로파일링 및 유전체정보기반 MRM기술을 포함하는 유전체-to-단백체 타겟팅 기술을 개발하여 〈100amol/ug 감도로 최적화하고 100개의 유전체-to-단백체 타겟을 검출함. 다중 생분자 시그너처를 검출할 수 있는 immunoassay, 5중-OLISA 기법을 개발하고, 1회의 MRM run 당 최대 300개 시그너처 분석이 가능한 clinical분자 시그너처를 선별한 후, tissues, ascites, 및 blood 임상시료에서 검증함. 미국 NCI의 Clinical Proteomic Technology Assessment for cancer(CPTAC) 국제 네트워크에 참여하여 antipeptide 항체 도입, 공동 리소스 확보 및 immuno-MRM 플랫폼을 확립함.

V. 연구개발결과의 활용계획

∙ 유전체-단백체 융합에 필요한 각종 플랫폼 기술 정착하여 질환관련 인체시료 분석에 활용하고, 인간질병에 대한 유전체-단백체 융합정보 구축하여 국가 생명자원으로 활용

∙ 프로테오지노믹스 관련 연구자들이 활용할 수 있도록 요소 플랫폼 기술 공유, 개발된 유전체-to-단백체 타겟팅 인포메틱스 툴, 단백체-to-유전체 맵핑 툴 공개 등으로 한국 프로테오지노믹스 연구분야 활성화

∙ 임상시료에서 유전체-단백체 정보를 통합하여 발굴 검증 확인한 생분자 시그너처는 질병의 예방, 진단 및 치료 등에 응용하는 파생연구에 활용 가능

∙ 각종 단백질 수식화 분석 기술은 프로테오지노믹스 플랫폼 기술로 융합됨으로써 유전체만으로 해결할 수 없는 세포신호전달 메카니즘 연구 등의 생명현상 기초연구에 활용 가능

∙ 각종 질환 유의적인 임상 시료에 최적화된 clinical MRM 분석 기술을 적용하여 새로운 생분자 시그니처 발굴을 위한 파이프라인으로 활용 가능

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