신규 항암 표적으로써 암 필수 유전자 예측 장치

 출원등록일

 한국과학기술원

 발명자명 

 최정균, 장기원 

 작성자

 장기원

 1. 특허소개 

  필수 유전자(essential genes)란 기능이 망가지거나 억제되면 세포 또는 생명체가 사멸하게 되는 유전자로써 생존에 중추적인 역할을 한다. 암 세포는 정상세포와 다르게 다양한 돌연변이들에 의해 발생하며 바뀐 세포 환경에 따라 필수 유전자 또한 바뀌게 된다. 이에 착안하여 암 세포 특이적인 필수 유전자를 발굴하여 치료 표적으로 활용한다면 기존의 치료 패러다임을 바꾸어 유전자 수준의 환자 맞춤 치료를 가능케 할 수 있다. 최근 RNAi 와 CRISPR 기법을 통해 특정 유전자를 망가트리거나 억제 시키는 것이 가능해 졌으며 이를 모든 유전자에 대해 살펴봄으로써 어떤 유전자가 세포 생존에 필요한지 밝혀낼 수 있다. 그러나 현재 기술로는 시험관 세포 환경(in vitro)에서만 분석이 가능하며 막대한 비용과 노력이 필요하다. 또한 환자로부터 세포를 얻고 실험을 통해 표적을 발굴하기까지 오랜 시간이 소요되고 결국 빠른 시간 내에 치료적용되지 못하는 치명적인 단점이 있다. 본 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션(in silico)을 통해 유전자 억제환경을 재현하고 다양한 암세포의 데이터 결과를 딥러닝 인공지능으로 학습시켜 필수 유전자를 발굴하는 모델을 개발하였다.

         
​[그림] 필수유전자 예측모델(왼쪽) 및 암 환자의 필수유전자 발굴 방법(오른쪽)

 2. 기대효과

  발명한 장치를 통해 암 환자별로 암 필수 유전자를 예측하고 항암 표적을 제시하여 정밀의료를 구현할 수 있다. 컴퓨팅 기법을 통해 빠르게 항암 표적을 찾아 낼 수 있으며 동시에 많은 데이터를 다루고 처리할 수 있어 다수의 환자에 적용할 수 있는 장점이 있다. 또한 환자의 정상세포 정보를 추가한다면 정상 세포의 사멸을 막고 암 세포만을 사멸할 수 있는 암 특이적 필수 유전자를 제시할 수 있어 부작용을 감소효과도 기대 할 수 있다. 추후 다방면에서의 인간유래세포 모델을 통한 검증과 RNAi/CRISPR-Cas9전달 기법이 발전에 따라 빠른 시일에 임상에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.