오태광의 바이오 산책 <45> Science가 선정한 2021/2022년 혁신바이오 기술성과
#바이오 #쌀 #종자 #유전자가위 #제약
사이언스(Science)지 선정
2020년 과학기술의 혁신 방향과 2021, 2022년에 선정된 12개의 바이오 분야의 혁신 과학기술 이슈와 과학계가 실망한 3대 사건의 내용 정리

<2020년 과학기술 혁신 방향>
1) 생물다양성의 신규목표
2) 유전자 편집(CRISPR)
3) 고대 단백질 분석을 통한 화석연구
4) 인간에게 동물 장기를 유전자 편집하여 이식하는 이종 장기이식의 임상시험
5) 줄기세포

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<2021년 바이오 과학기술의 혁신성과>
* 10개의 혁신 기술 중 바이오 관련 기술이 70%인 7개를 차지하여 바이오 과학기술 중요성과 빠른 속도의 혁신적인 연구 성과가 주목

1) AI 이용 단백질 3차 입체구조 예측 (Protein 3D structure prediction)
2) 고대 토양 DNA로 생명의 나이를 안다(Ancient soil DNA comes of age)
3) 유전자 편집(CRISPR)기술로 생체 내 유전자 교정(CRISPR fixed genes inside body)
4) 인공항체가 감염병을 치유한다(Artificial antibodies tame infectious diseases)
5) 코로나19를 치료하는 강력한 알약(Potent pills boost COVID-10 arsenal)
6) 생물발달 연구의 창을 연 인공배양 배아(Embryo “husbandry” opens windows into early development)
7) 환각제로 외상 후 스트레스장애(Post Traumatic Stress Disorder, PTSD) 치료법(A psychedelic PTSD remedy)

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<2022년 바이오 과학기술의 혁신성과>
*2022년 총 10개의 과학기술 혁신성과 중 바이오 혁신 이슈는 6개로 60%를 차지
*1위는 제임스 웹 우주 망원경

1) 다년생 쌀 개발로 효율적 농업생산 약속(Perennial rice promises easier farming)
2) 놀랍게 몸이 큰 미생물(A surprisingly massive microbe)
3) 완성을 앞둔 RSV 백신(RSV vaccines near the finish line)
4) 다발성 경화증 원인 바이러스 지목(Virus fingered as cause of multiple sclerosis)
5) 유럽인 유전자에서 발견된 흑사병 흔적(Black Death’s legacy detected in the genes of Europeans)
6) 200만 년 전 환경 DNA로 재구성한 고대 그린란드 생태계 (Ancient ecosystem reconstructed from 2 million year old DNA)


<과학계가 실망한 2021, 2022년 3대 사건(Scientific Breakdown)>|

2021년
1) 기후변화 대응 목표(Hope dims for climate target) 달성이 불확실
2) 미국 FDA에서 기대 이하의 선정으로 세계 최초의 알츠하이머 치료제 승인(Alzheimer‘s drug prompts outrage)한 데에 대한 실망감
3) 탈레반에 위협받은 아프가니스탄 과학자

2022년
1) 중국 제로-코로나 정책 폐기 (Zero COVID no longer work) *엄격한 봉쇄와 경제 압박, 자국 백신 접종 고수
2) 미중 과학기술 패권 경쟁 (Science ties fray)
3) 러시아 우크라이나 전쟁으로 과도한 CO2 배출량을 증가(War boosts CO2 emission)

#바이오 #치매 #유전자가위 #백신
네이처 메디신 선정 올해 관심 끌 임상시험 11개 -김형자 과학칼럼니스트

국제학술지 '네이처 메디신'이 올해 진행되는 전 세계의 임상시험 가운데 주목할 만한 11개 치료제의 임상시험을 선정해 발표했다. 신약 개발에서의 임상시험은 미국 식품의약국(FDA)의 승인만큼 큰 관심을 받지는 못하지만, 11개의 임상시험 중 일부는 올해 품목허가로 이어질 가능성이 높다.

1) 레카네맙 -알츠하이머 (일본 에자이와 미국 바이오젠)
2) 엑세나타이드 -파킨슨병 (미국 미시간대 신경학과 로저 알빈 교수팀)
3) 펙시니다졸 -아프리카 수면병 (사노피)
4) 유전가 가위 -겸상적혈구빈혈증과 지중해빈혈(탈라세미아) (이탈리아 산라파엘대 연구팀)
5) 코로나19 백신 예방 효과 (모더나)
6) 유전자 가위 -근위축증 (독일 막스델브뤼크센터 시몬 스풀러 연구원 팀)
7) 지중해식단 (스페인의 로비라 비르질리대 의과대학 조르디 살바도 교수팀)
8) 엘라히어 -난소암 (미국 이뮤노젠)
9) 전립선 특이항원
10) HPV백신 (호주의 암 예방접종위원회)
11) 전이성 유방암 (스위스 바젤대 연구팀)

#원리버 #강하나 #당뇨 #JPM #유전자가위
https://youtu.be/FLpDx1oiXB0?si=pQF0c0QLydHoLGKs

조선비즈 유전자 가위 시리즈
#유전자가위 #바이오

[유전자가위 혁명]① DNA 염기 1개가 바꾸는 놀라운 변화...종자산업 지형이 바뀐다

[유전자가위 혁명]② ‘비타민D 토마토’ 만들고도 규제 때문에 먹지는 못하는 한국

[유전자가위 혁명]③ 유전자 교정 방울토마토, 혈압 상승 막는 성분 5배 많아...”미래 시장 규모 100조원 전망”

[유전자가위 혁명]④ 타고난 질환, 건강한 유전자로 고치는 마법의 신약이 온다

[유전자가위 혁명]⑤ 탄소 폭풍 흡입하는 ‘슈퍼 나무’로 기후변화 막는다

[유전자가위 혁명]⑥ “기술 아니라 규제 때문에 일본에 뒤졌다”

불치병 치료하는 유전자 가위, 약값이 미쳤다 (정재훈 약사) 231126 언더스탠딩
#유전자가위 #바이오

오태광의 바이오 산책 <70> 유전자가위 기술발전 동향:1세대에서 4세대로 (Developing Trends for Gene Editing) -240213 오태광 교수
#바이오 #제약 #유전자가위

-유전자가위 기술은 지금까지 크게 3단계인 제1세대부터 제4세대 유전자가위 기술로 발전하여 좀 더 정확하게 유전정보를 잘라 주거나 다른 유전정보로 교체할 수 있게 되었다.

-제4세대 유전자가위 기술; 프라임 에디팅(Prime editing) 기술
: 근본적인 문제점은 유전자가위가 고분자의 효소 단백질이 포함되어 있어서 세포 내로 전달에는 문제점이 있다. 따라서, 더 큰 염기 정보를 삽입하는 방법과 아예 전체 유전자를 대체하는 방법 등에 다양한 연구가 진행되고 있어서 가까운 장래에 훨씬 기능성이 좋은 유전자가위와 유전자 편집기술을 기대

프라임 편집기술은 유전자 교정(Gene editors)의 새로운 물결(Nature News(2023.12))로 표현하고, 인간 유전질환 교정 임상시험 진행이 가속화하고 있다.

-이미, 겸상적혈구병이라는 유전적 질병을 치료하는 CRISPR-Cas9 적용 치료제인 “Casgevy”가 영국(2023.11)과 미국(2023.12)에서 세계 최초로 승인 및 허가를 받았다. 이외에 많은 유전성 질환, 종양 난치질환, 대사성 난치질환, 전염 등에 치료제로 임상시험(Frost & Sullivan(2023.1)을 하고 있다.

-기술한 내용 이외에 DNA 염기서열 자체를 변화시키지 않고 화학적 변형으로 유전자 발현을 조절하는 후성 유전체 편집(Epigenome editing)기술도 개발되고 있어서 더 정밀하고 안전한 효율적인 유전자 편집기술이 개발(BioINwatch(2024.1.4.))되고 있어서 앞으로 현재 치료가 어려운 여러 가지 난치질병을 극복할 가능성이 커지고 있다.

오태광의 바이오 산책 <71> 유전자가위 치료제 (CRISPH-Cas9 Theraphies) -240227 오태광 교수
#바이오 #제약 #유전자가위

-인간유전체가 완전히 해독되고 아주 저렴한 비용으로 개인 유전체 정보를 알 수 있게 됨에 따라서 개인이 병에 걸리는 근본적 원인이 규명되어서 치료 약 선택이 경험에 의한 산탄식(散彈式) 의학 (Shot gun medicine)에서 정확한 병인을 공격하는 정밀의학(Precision medicine)으로 패러다임이 바뀌었다.

-유전자가위 기술이 제3세대인 CRISPR-Cas9이 개발되어서 정확하고 빠를 뿐만 아니라, 비교적 저렴한 가격으로 만들 수는 있지만, 현재 기술로는 체외에서 유전자가위로 편집하는 과정으로 많은 단계의 의료적 처리가 필요하므로 비싼 치료비용이 필요

-과학자들이 몸 체외가 아닌 체내에서 유전자가위가 작동하여 근원적인 유전자 편집을 가능하게 하는 방법이 개발된다면 유전자가위를 현재 약을 먹거나 주사를 맞듯이 할 수 있게 되면, 합리적 치료비용을 기대할 수 있을 것으로 생각한다.

오태광의 바이오 산책 <72> 유전자가위 기술로 인류 식량문제 해결 (Geneme Editing Technology for Food Settlement) -240312 오태광
#바이오 #제약 #유전자가위 #식품 #oda

- “2022 세계 식량안보 및 영양현황(SOFI)”보고서에 의하면 2021년 세계는 기아로 고통을 받는 인구가 8억 2,800만 명으로 증가하고 있고, 특히 2020년 이후 4,600만 명이, 코로나 팬데믹(Pandemic)이후 1억 5,000만 명이 증가

-2015년 저명 학술전문지 “사이언스(Science)”는 올해의 획기적 연구(Breakthrough of the Year)로 제3세대 유전자가위 기술인 크리스퍼(CRISPR-Cas9)를 선정

-미국을 비롯한 영국, 일본, 중국, 러시아, 캐나다 등은 이미 유전자가위로 교정된 동식물을 Non-GMO로 인정

-세계 인구는 2024년 1월 현재 81억 1,883만 명(통계청 KOSIS OPENAPI, 2024.1)인데 2030년 중간까지 86억 명, 2050년 중반까지 98억 명, 2100년까지 112억 명으로 증가할 것으로 예측

-농업 경지 면적확장은 수직 및 도시농업을 위한 스마트 팜이 일조는 할 수 있지만, 에너지문제로 한계성

-유전자 편집 방법은 유전자가위로 주로 불필요하게 존재하여 동식물자원의 품질이나 생산성을 낮추는 열등한 유전자를 제거하는 방법으로 유전자 편집 작물(Geneme Editing Crop, GEC)을 만든다.

오태광의 바이오 산책 <73> 유전자가위 기술로 동식물 품종개량 -240326 오태광
#바이오 #제약 #유전자가위 #식품 #품종

-최근, 유전자 조작기술의 단점을 극복한 기술이 유전자 가위기술인데 CRISPR라는 RNA 가이드(Guide)가 목표로 하는 DNA에 붙여서 유전자를 끊어주는 위치를 표지하고 Cas9이라는 유전자 가위로 아주 정확하게 잘라서 제거, 수정, 치환을 하는 획기적인 제3세대 유전자가위 기술인 CRISPR-Cas9기술이 노벨상을 받고 이 기술을 이용한 동식물이 등장하고 있다.

-불과 10 유로(EUR)라는 저렴한 비용으로 전문가가 아니더라도 유전자 가위기술을 사용할 수 있어서 미생물은 물론 동식물의 품종개량에도 아주 쉽게 사용할 수 있는 시대가 되었다.

-유전자편집 작물(GEC, Gene Editing Corps)은 외부 유전자를 도입했다는 GMO 정의와는 완연히 다르기 때문에 미국, 일본 등 국가에서는 GMO로 규정되지 않아서 시장진입에 장애가 없다. 하지만, 대부분의 EU국가는 GMO로 인정하여 규제를 하고 있고, 우리나라도 판매제품으로 허용하지 않고 있다. 유전자편집 작물의 현재 세계시장은 약 80조원(2022)이고 앞으로도 지속적으로 급증할 것으로 예상