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유전자 스위치 찾아 뇌의 비밀 푼다(20918 심유민)

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유전자 스위치 찾아 뇌의 비밀 푼다(20918 심유민)

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유전자 스위치 찾아 뇌의 비밀 푼다-신경인지장애

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신경세포의 선택적 사멸에서 후성유전학적 변화에 관한 연구(20903 고한나)

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신경세포의 선택적 사멸에서 후성유전학적 변화에 관한 연구(20903 고한나)

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신경세포의 선택적 사멸에서 후성유전학적 변화에 관한 연구

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신경인지장애에 의한 주요 장애 및 증상과 유병률 (20910 김효원)

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신경인지장애에 의한 주요 장애 및 증상과 유병률 (20910 김효원)

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신경 인지장애 : Neurocognitive Disorders
뇌의 손상으로 인해 의식, 기억, 언어, 판단 등 인지적 기능에 심각한 결손이 나타나는 경우.
주로 노년기에 일어나지만 외상적인 뇌손상, 신경세포의 경색현상, 물질 또는 약물에 의해서 유발되는 경우도 있기에 모든 연령층에서 일어날 가능성이 있다.
하위 유형으로는 주요 신경인지장애, 경도 신경인지장애, 섬망이 있다.

1.주요 신경인지장애 : Major Neurocognitive Disorders
뇌 질환으로 인해 한가지 이상의 인지적 영역에서 심각한 인지적 장애가 일어나는 경우. DSM-IV에서는 치매(dementia) 로 지칭됨.
유병률:65세 이상 1~2% 85세 이상 30% 이상

주요 증상
실어증, 실인증, 실행증, 실행기능
부수적으로 우울, 불안, 분노, 행동장애, 시공간 판단능력, 성격변화, 환각, 망상 등

분류
알츠하이머 병-뇌 속 독성물질인 베타 아미로이드 단백질이 과하게 만들어져 비정상적으로 침착되고, 신경섬유의 엉킴이 특징적으로 나타나는 것으로 가장 흔한 노인성 치매
전측두엽 변성질환-전두엽과 측두엽을 구성하는 신경세포가 퇴행성으로 변해가는 퇴행성 질병. 타우린 단백질이 침착되면서 신경섬유의 엉킴 현상이 일어남.
루이소체 질환-신경세포 내에서 발달하는 비정상적인 단백질 집합체 질병
혈관성 질환-뇌혈관 질환에 의해 뇌 안으로 흐르는 혈액의 양이 줄거나 막혀 치매가 발생하는 경우. 뇌졸중, 동맥성 고혈압, 뇌출혈 등
외상적 뇌손상-자동차 사고, 낙상, 머리를 얻어맞는 등 외상적 뇌손상으로 인해 의식상실, 외상 후 기억상실증, 지남력 상실과 혼란, 신경학적 증후 등의 증상이 나타나는 경우
물질/약물 사용-다양한 종류의 물질이나 약물이 중추신경계에 작용하여 치매를 유발하는 경우. 주로 알콜, 흡입제, 진정제, 수면제, 항불안제 등
인체면역결핍 바이러스 감염(에이즈)-감염 질병에 대한 방어능력을 상실한 장애
프리온 질환(인간 광우병)-뇌에 스펀지처럼 구멍이 뚫려 신경세포가 죽음으로서 뇌기능을 상실.
파킨슨병-추체외료계의 퇴행성 질환에 의한것으로 도파민 결핍상태가 관련.
헌팅톤병-뇌 특정 부위의 신경세포들이 선택적으로 파괴되어 가는 진행적 퇴행성 뇌 질환

치료
악화되었을 경우 병전상태로의 회복은 불가능하고 전체 치매환자의 10-25%만이 치료가능. 그러나 이 경우에도 증상의 완벽한 제거는 불가능하다.

2.경도 신경 인지장애(Minor Neurocognitive Disorders)
주요 신경 인지장애에 비해 증상의 심각도가 경미한 경우. 인지능력이 과거에 비해 상당히 저하되었지만 일상생활을 독립적으로 영위할 수 있는 경우.
유병률:65세 2~10%, 85세 5~25%

3.섬망 (Delirium)
노에 영향을 주는 어떠한 원인에 의해 의식이 혼미해지고 주의집중 및 전환능력이 현저하게 감소하고 주의기능과 인식기능에 붕괴현상이 나타나는 경우.
성비:노령화가 진행될수록 여>남
유병률:신체적 문제로 입원해 있는 경우 65세 이상 10%, 85세 이상은 14%
집중치료를 받고있는 노인은 70~87%

주요증상 및 임상적 특징
주의 장애:주의를 집중하거나 유지하거나 전환하는 능력의 손상
각성 저하:환경에 대한 현실 감각의 감소
그 외 기억력 감퇴, 언어능력의 저하, 현실 판단능력, 시공간 능력 결함 등
이러한 증상은 단기간에 발생하여 악화되며 하루 중에도 심각도가 변동함. 노년기에 흔히 나타나는 증상 중 하나. 증상이 급격히 나타남.

원인
과도한 약물복용이나 물질/역물중독이나 금단, 독소에의 노출, 신체적 질병 등 다양한 원인

치료
원인을 제거하면 갑자기 사라지는 경우가 많다. 안전을 위해 구조화된 환경을 만들어주어야 한다. 심한 과다행동이 나타날 경우 진정제나 수면제와 같은 약물사용이 도움이 됨.

4. 기타 정신장애
다른 정신장애의 진단기준에는 미치지 못하지만 현저한 고동을 유발하거나 사회적 적응에 손상을 초래하는 경우. 특정한 정신장애라고 할 수는 없지만 부적응적인 증상을 나타내는 경우.
추가적 연구를 위한 장애들: 공식적인 진단범주에 포함되지 못했지만 앞으로 고려되어야 할 장애들
 
완화된 정신증 증후군: 경미한 정신증적 증상을 나타냄
단기 경조증을 지닌 우울삽화: 경조증 삽화에 해당되지 않을 만큼 짧은 기간 동안만 경조증 증상을 나타내는 경우
지속성 복합사별 장애: 친밀한 사람과의 사별 후에 12개월 이상(자녀와의 사별은 6개월 이상) 지속적으로 다양한 사별증상을 나타내는 경우
카페인 사용 장애: 카페인의 과도한 사용으로 인해 나타날 수 있는 증상
인터넷 게임장애: 게임을 하기 위해 과도하게 인터넷을 지속적으로 사용하여 다양한 부적응 증상을 나타내는 경우
출생 전 알코올 노출과 연관된 신경행동장애: 임신 중의 알코올 섭취로 인해 아동기에 신경 인지적 기능과 적응기능의 손상이 나타나는 경우
자살행동 장애: 반복적인 자살시도를 하는 증상
비자살 자기손상: 자살할 의도는 아니지만 의도적으로 자신의 신체에 손상적 행동을 반복적으로 나타내는 경우

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신경인지장애가 무엇인지(20908 김린아)

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신경인지장애가 무엇인지(20908 김린아)

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대사증후군의 원인과 진단방법 (20902강태윤)

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대사증후군의 원인과 진단방법 (20902강태윤)

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대사증후군의 원인과 진단방법

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전두엽 치매, 루게릭병 일으키는 인지장애 유전자 발견과 치료가능성 (20906 김나연)

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전두엽 치매, 루게릭병 일으키는 인지장애 유전자 발견과 치료가능성 (20906 김나연)

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후성유전학적 조절인자를 억제해 암세포를 정상세포로 되돌리는 기술(20919이가연)

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후성유전학적 조절인자를 억제해 암세포를 정상세포로 되돌리는 기술(20919이가연)

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[BioS] 후성유전학, 암 유전자 발현 스위치를 온·오프하다 20917백하영 

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[BioS] 후성유전학, 암 유전자 발현 스위치를 온·오프하다 20917백하영 

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복합 표적치료제에 대한 이중 인산화효소-브로모도메인 저해제 (20923 이주하)

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복합 표적치료제에 대한 이중 인산화효소-브로모도메인 저해제 (20923 이주하)

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후성유전학을 이용한 암치료(20912 박서희)

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후성유전학을 이용한 암치료(20912 박서희)

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후성 유전학을 이용한 암 치료

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후성유전학을 이용한 항암제(20925 이지윤)

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후성유전학을 이용한 항암제(20925 이지윤)

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후성유전학 시계는 게놈 전체의 서로 다른 부위에서 DNA 메틸화(methylation) 수준을 측정해 나이를 예측하는 수학적 모델이다. DNA 메틸화는 생활양식과 환경 요인의 영향을 받기 때문에 서로 다른 조직에서 ‘DNA 메틸화 나이’나 생물학적 나이 혹은 시간적 나이를 비교하면 노화가 어떻게 작동되는지, 노화에 영향을 미치는 요인들 그리고 노화는 암과 비만, 알츠하이머병과 어떻게 연결되는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.

https://www.sciencetimes.co.kr/?news=%eb%85%b8%ed%99%94-%eb%b6%84%ec%9e%90-%eb%a9%94%ec%bb%a4%eb%8b%88%ec%a6%98-%ec%96%b4%eb%96%bb%ea%b2%8c-%ec%9e%91%eb%8f%99%ed%95%98%eb%82%98

https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=243333

https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=324942

https://en.wikipedia.org/wiki/Epigenetic_clock#Possible_explanation_1:_Epigenomic_maintenance_system

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노화는 모든 생물체가 피할 수 없는 자연현상이다. 그러나 의과학의 발달에 따라 노화가 어떻게 일어나는지를 규명해 이를 늦추거나, 노화에 따르는 문제점을 줄여보려는 노력도 꾸준히 진행되고 있다.

유럽의 대표적 생명과학 연구소인 유럽분자생물학연구소 산하 유럽생물정보학연구원(EMBL-EBI)과 영국 베이브러햄 연구원 과학자들은 후성유전학 시계(epigenetic clock)를 이용해 인간의 노화를 이끄는 분자 메커니즘을 연구해 왔다.

이 과정 속에서 연구팀은 최근 NSD1이라고 불리는 한 유전자가 노화 과정과 매우 밀접한 관련이 있다는 사실을 발견해 '유전체 생물학'( Genome Biology) 최근호에 발표했다.

유기체의 나이를 측정하는 방법은 다양하다. 시간적 나이는 한 생물체가 얼마나 오랫동안 살아왔는지를 나타내는 척도다. 반면 생물학적 나이는 유기체가 분자 수준에서 얼마나 잘 기능하고 있는지를 알려주는 잣대라고 할 수 있다.

이 생물학적 나이를 측정하는 유용한 도구 가운데 하나가 후성유전학적 시계다. 이 시계는 미국 캘리포니아(샌디에이고)대 생명과학자인 트레이 아이디커(Trey Ideker) 교수가 처음 제안하고, 미국 캘리포니아(로스앤젤레스)대 유전학 및 생명과학통계학자인 스티브 호바스(Steve Horvath) 교수가 2013년에 독립적으로 개발해 냈다.
'후성유전학 시계'는 무엇인가?
후성유전학 시계는 게놈 전체의 서로 다른 부위에서 DNA 메틸화(methylation) 수준을 측정해 나이를 예측하는 수학적 모델이다.

DNA 메틸화란 메틸 그룹이 DNA 분자에 화학공유결합을 통해 추가되는 과정으로, 기저의 DNA 염기서열을 바꾸지 않고도 유전자의 기능을 수정할 수 있다.

이에 따라 DNA 메틸화는 세포에서 안정적으로 유전자 표현형을 변화시키기 때문에 세포의 건강한 성장과 발달에 필수적이다. 이 DNA 메틸화는 생활양식과 환경 요인의 영향을 받는다.

후성유전학 시계는 조직과 세포형 또는 장기(臟器)의 나이를 추정하는데 활용될 수 있다.

서로 다른 조직에서 'DNA 메틸화 나이'나 생물학적 나이 혹은 시간적 나이를 비교하면 노화가 어떻게 작동되는지, 노화에 영향을 미치는 요인들 그리고 노화는 암과 비만, 알츠하이머병과 어떻게 연결되는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.
활용 기대되는 도구
연구팀은 특별한 유전자들과, 생물학적 나이가 가속화되는 것과의 사이에 어떤 관련이 있는지를 확인하기 위해 발달 장애를 가진 사람들에 대한 서로 다른 많은 공공 데이터군을 조사했다.

조사 결과 NSD1 유전자에 돌연변이를 가진 사람들은 후성유전학 시계에 따라 생물학적 나이가 가속화된다는 사실을 발견했다. 이는 해당 돌연변이 소유자들이 분자 수준에서 더 빨리 늙어간다는 것을 의미한다.

최근 EMBL-EBI에서 박사과정을 끝낸 다니엘 엘리아스 마르틴-헤란츠(Daniel Elías Martín-Herranz) 연구원은 "후성유전학 시계는 인간의 노화 과정을 측정할 수 있는 가장 정확한 도구"라고 지칭했다.

그는 "노화 과정을 깊이 파고 들어가 이 과정이 어떻게 작동하는지를 더욱 잘 이해하고, 구체적으로 후성유전학 기구로부터 노화 과정을 가속화하거나 지연시키는 특별한 유전자나 단백질을 식별해 낼 수 있는지를 알아보고자 했다"고 말했다.

그는 이어 "어떤 유전자가 변이 됐을 때 생물학적 나이를 현저하게 가속화시킨다는 사실을 발견한 것은 매우 고무적인 일"이라며, "이는 후성유전학 시계가 노화를 이해하는 유망한 도구이며, 이번 연구를 통해 노화 속도를 조절하는 분자 메커니즘을 풀어냈다는 사실을 보여준다"고 밝혔다.

이런 종류의 연구들에는 많은 잠재력이 있지만 관련 공공 데이터군에 접근하지 않고서는 가능하지 않다는 점을 주목할 필요가 있다는 게 그의 지적이다.

베이브러햄 연구원의 울프 레이크(Wolf Reik) 교수는 "2년 전 쥐를 대상으로 한 후성유전학적 노화 시계 연구를 시작해 베이브러햄 연구원과 EMBL-EBI의 생산적인 협동연구로 포유류의 노화에 대한 연구 결과를 낼 수 있었다"고 말했다.

레이크 교수는 "후성유전학 노화 프로그램의 기초를 이루는 유전자를 식별해 내는 한편 이 유전자들이 분자적 의미를 가질 수 있다는 사실을 발견한 것은 대단히 흥미로운 일"이라며, "여기서 확인된 유전자는 다른 생물체의 노화와 함께 노화 과정 중의 후성유전자 조절에도 관련돼 있다"고 밝혔다.

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노화는 모든 생물체가 피할 수 없는 자연현상이다. 그러나 의과학의 발달에 따라 노화가 어떻게 일어나는지를 규명해 이를 늦추거나, 노화에 따르는 문제점을 줄여보려는 노력도 꾸준히 진행되고 있다. 유럽의 대표적 생명과학 연구소인 유럽분자생물학연구소 산하 유럽생물정보학연구원(EMBL-EBI)과 영국 베이브러햄 연구원 과학자들은 후성유전학 시계(epigenetic clock)를 이용해 인간의 노화를 이끄는 분자 메커니즘을 연구해 왔다.

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논문: 노화 관련 유전자의 후성유전학적 특성 분석 (20927 장예나)

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논문: 노화 관련 유전자의 후성유전학적 특성 분석 (20927 장예나)

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유전자 염기서열의 직접적인 변화 대신 염기의 수정 또는 변형을 통해 유전자 발현이 조절되는 후성유전은 크게 DNA 메틸화(methylation), 히스톤 변형(modification), ncRNA(non-coding RNA)에 의해 제어가 가능하다. 본 연구에서는 후성유전을 이해하기 위해 노화 관련 유전자를 대상으로 데이터베이스를 구축하고, DNA 메틸화를 중심으로 후성 유전학적 특성을 분석하였다. 유전자의 upstream 부위와 프로모터(promoter) 부위에 있는 CpG island(CGI)에 메틸화가 될 경우 유전자 발현을 억제하기 때문에 CGI를 중심으로 전체 유전자 그룹과 노화 관련 유전자 그룹간의 분포도를 비교 분석하였다. 또한 메틸화와 관련된 CGI로부터 얻은 메틸화 관련 motif 패턴을 이용하여 노화 유전자와의 관계를 분석하였다. 노화 관련 유전자의 CGI 분포는 전사인자 결합자리의 분포와 일치하였다. 본 연구에서 제공하는 DNA 메틸화 중심의 후성유전학적 정보는 노화 관련 유전자의 조절과 노화를 이해하는데 도움이 될 것으로 사료된다.
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201326952133232&SITE=CLICK

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류제운, 이상철, 유재수, 김학용

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노화 관련 유전자의 후성유전학적 특성 분석

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유전자 염기서열의 직접적인 변화 대신 염기의 수정 또는 변형을 통해 유전자 발현이 조절되는 후성유전은 크게 DNA 메틸화(methylation), 히스톤 변형(modification), ncRNA(non-coding RNA)에 의해 제어가 가능하다. 본 연구에서는 후성유전을 이해하기 위해 노화 관련 유전자를 대상으로 데이터베이스를 구축하고, DNA 메틸화를 중심으로 후성 유전학적 특성을 분석하였다.

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후성유전적 변화로 인한 노화를 되돌린 사례-늙은 생쥐의 시력 회복(20907 김루빈)

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후성유전적 변화로 인한 노화를 되돌린 사례-늙은 생쥐의 시력 회복(20907 김루빈)

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유전자 염기서열의 직접적인 변화 대신 염기의 수정 또는 변형을 통해 유전자 발현이 조절되는 후성유전은 크게 DNA 메틸화, 히스톤 변형, ncRNA(non-coding RNA)에 의해 제어가 가능하다. 노화의 현상 가운데 하나가 DNA에서 메틸기와 같은 화학기를 추가·제거·변경하는 것이다. 이런 후성유전적 변화는 나이가 듦에 따라 축적된다. 일란성 쌍둥이는 유전체는 동일하지만 휴성유전적 힘을 통해 서로 전혀 다른 방향으로 발달할 수 있으며 늙는 속도까지 달라질 수 있다. 일란성 쌍둥이 연구로 밝혀진 바로는 유전자가 장수에 미치는 영향은 10-25%에 불과하다.

만약 후성유전학전 변화가 나이듦(노화)의 원인이라면 후성유전체를 리셋(재설정)함으로써 생체시계를 돌릴 수 있다. 나이가 들면서 DNA에 축적되는 수천개의 화학적 흔적 중 일부를 리셋함으로써 망막신경이 손상된 늙은 생쥐의 시력을 회복시키는데 성공한 사례가 있다.(2020년 켈리포니아 라호야 소재 소크 생물학연구소) 노화와 관련된 시력 저하를 역전시키는 새로운 접근방법을 시도한 것인데, 일부 세포들을 ‘젊은 상태’로 역분화시킴으로써 손상된 조직의 수리나 대체가 활발히 이루어지도록 한 것이다. 이 접근방법은 더 나아가 나이가 들면서 나타나는 시력상실을 회복시킬수도 있다는 것을 증명했다. 이 연구소에서는 생쥐뿐만 아니라 실험실에서 배양된 인간 세포의 후성유전학적 패턴을 ‘더 젊은 상태’로 재설정하여 시력상실을 회복시켰다.

앞으로 후성유전에 대한 연구를 통해 노화의 원인을 제거해 인간의 생명을 연장할 수 있을 것이다.

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오른쪽 자기가 해당하는 섹션에 조사한 자료나 글을 업로드해주기! 논문이나 사이트 링크를 그냥 달아놓지 말고, 어떤 내용인지 알기 쉽게 요약해서 올려주기. 사소한 내용 여러 개라도 괜찮음.

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오른쪽 자기가 해당하는 섹션에 조사한 자료나 글을 업로드해주기! 논문이나 사이트 링크를 그냥 달아놓지 말고, 어떤 내용인지 알기 쉽게 요약해서 올려주기. 사소한 내용 여러 개라도 괜찮음.