이상엽 연구팀, ​환자 맞춤형 치료 위한 인체 가상세포 개발

한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수[사진= 과기정통부]

한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 환자 특이적 세포의 대사 특성을 정확하게 예측할 수 있는 '인체 가상세포' 시스템을 개발했다고 2일 밝혔다.

인체 가상세포는 세포 내에서 일어나는 모든 효소 반응을 컴퓨터에 재구성하고 실제 세포처럼 반응시켜 결과를 예측하는 시스템으로, 질병의 발병원리 규명 및 항암치료 등 치료약물의 표적을 예측하기 위한 시뮬레이션에 활용된다는 점에서 정확한 예측이 매우 중요하다.

기존의 인체 가상세포는 인체 유전자 특성에 대한 정보가 제대로 반영되지 않아 가상세포 시뮬레이션의 정확도가 만족스럽지 못한 편이었다. 하지만 이상엽 특훈교수 연구팀은 기존 가상세포에 반영되었던 생물학 정보를 표준화하는 등 업데이트 작업을 하며 인체 가상세포의 완성도를 높였다.

연구팀은 새로이 개발한 인체 가상세포 시스템과 암 환자 446명의 생물학적 데이터를 이용, 446개의 환자 맞춤형 가상세포를 구축했다. 이들 환자 맞춤형 가상세포들은 암 세포들의 대사와 항암표적을 정확하게 예측함으로써, 이번 연구에서 개발된 인체 가상세포 시스템의 기술적 우수성을 증명했다.

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이번 연구로 정교한 인체 가상세포를 이용하여 맞춤형 환자의 가상세포를 구축하고, 시뮬레이션하는 것이 가능해졌으며, 이는 정밀의료 산업에 중요한 역할을 할 것으로 기대되고 있다.

김현욱 박사는 “이번 연구결과는 4차 산업혁명 시대의 정밀의료를 선도할 수 있는 기반 기술을 개발한 것”이라며 “환자 맞춤형 가상세포를 이용한 효과적인 약물 치료 전략을 제안할 수 있을 것”이라고 말했다.