아주대학교 생명정보학 및 유전체학 연구실 (Bioinformatics and Integrative Genomics Lab
Date 2019-10-05 21:19:35 페이스북으로 보내기 트위터로 보내기 hit 8
아주대학교 생명정보학 및 유전체학 연구실



안녕하세요, 아주대학교 생명과학과 소속의 생명정보학 및 유전체학 연구실 (Bioinformatics and Integrative Genomics Lab)을 소개합니다. 우리 연구실은 2018년 3월에 시작하여 박대찬 교수님의 지도 아래, 현재 대학원생 및 학부생 6명으로 구성되어 있습니다. 본 연구실은 여러 genome-wide data에서 생물학적 의미를 발굴하기 위해, 생명정보학 접근법을 도구로 이용하여 연구를 진행하고 있습니다.


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아주대학교 생명정보학 및 유전체학 연구실 단체 사진


1. 연구실 분위기


우리 생명정보학 연구실은 연구원들의 끈기 있는 연구 수행과 지도 교수님을 포함한 구성원들끼리 소통하는 오픈된 분위기가 장점입니다. 구성원들은 새로운 연구나 어려움에 부딪혔을 때 다양한 문헌을 참고하여 공부하는 것은 물론이거니와 언제나 교수님께 질문하여 좋은 가르침을 받습니다. 또한 항상 연구에 대한 의견을 자유롭게 나눔으로써 어려움을 같이 해결하고 주어진 연구 과업을 끝까지 수행, 완성하기 위해 노력하는 문화가 정착되어 있습니다. 구성원들은 상대방을 존중해주기 때문에 새로 들어오는 구성원이 연구실에 적응하는 데 어려움 없이 화합합니다. 지도 교수님께서도 연구 외에 학생들과 다양한 얘기를 나누시기 때문에 연구실의 모든 사람들과 친하게 지낼 수 있습니다.



2. 특징


우리 연구실은 현재 대부분의 연구는 데이터 분석 위주로, dry lab으로 운영되고 있습니다. 연구실이 본격적으로 운영된 기간이 1년이 안 되었기 때문에 wet lab 실험을 위한 준비도 차근차근 진행하고 있습니다. 그리고 우리 연구실에서는 Whole genome sequencing (WGS), Whole exome sequencing (WES), RNA-seq, ChIP-seq 등 다양한 유전체 데이터 분석 노하우를 가지고 있으며, 많은 연구실과 공동연구를 진행하고 있습니다. Disease에서 molecular engineering까지 다양한 분야에서 유래한 유전체 데이터를 분석하고 있어서 자연스럽게 다양한 생물학 분야를 공부하는 기회가 주어집니다.

 


3. 연구


우리 연구실은 genome sequencing, RNA sequencing, ChIP-seq 등 다양한 유전체 정보를 활용하여 다양한 질병에 대한 분석과 B cell receptor (BCR) repertoire 분석을 통한 개인 맞춤 항체 발굴에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 현재 가장 큰 연구 주제는 서울대학교병원에서 제공해 주신 췌장암 환자분들의 췌장암 genome 분석입니다. WES 데이터를 통해 mutation burden을 계산하고 variant call과 annotation을 통해 somatic/germline variants 등을 분석하여 해당 암 환자의 예후를 예측하고 바이오마커를 발굴하는 데 주력하고 있습니다. 또한, RNA-seq 데이터를 이용하여 면역 유전자의 expression을 분석하고, 이러한 유전체 데이터와 환자의 임상정보를 결합하여 생존 correlation을 그려 생존에 영향을 미치는 요소들을 찾아내고 있습니다. 이 외에도 암 환자분들을 특정 유전자의 variant를 기준으로 clustering 하여 subtypes을 나누고, 각각의 subtypes의 특징을 여러 방면으로 분석하고 있습니다.
다른 연구 주제는 면역 질환 및 암환자에서 관찰되는 BCR repertoire를 분석이 있습니다. BCR-seq 분석은 일반적인 유전체 NGS 분석과 다르게 사람마다 repertoire가 달라 sequencing data를 alignment를 수행할 reference database가 없고 de novo 서열로 BCR의 다양성을 NGS error와 구분해야 하는 어려움이 있습니다. B cell은 affinity maturation을 거치고 분화되는 과정에서 complementarity determining region (CDR) 에 mutation이 축적되는데, 이를 이용하여 NGS를 얻어진 BCR 서열을 바탕으로 phylogenetic tree를 그려 clustering을 수행할 수 있습니다. 묶이는 서열을 기반으로 clonotyping을 수행하고 clonal diversity, SHM rate, CDR3 amino acid sequence discovery 등에 대한 연구를 진행할 수 있습니다. 본 연구실은 이러한 BCR-seq 분석기술과 노하우를 보유하고 있습니다. 이 분석 기술을 통해 질병 특이적인 항체 개발과 더 나아가 개인 맞춤형 항체 개발을 목표로 연구를 진행하고 있습니다.


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4. 맺음말


NGS 데이터는 최근에 몇 십 만원이면 생산할 수 있게 됨에 따라, PCR, Western blot과 같이 대부분의 분자생물학실험실에서 흔히 이용하는 기술이 되었습니다. 유전체 데이터 분석 기술을 연구에 활용하여 molecular system 수준에서 창의적인 연구를 진행하는 데 많은 도움이 됩니다. 우리 연구실은 현재 진행되는 연구 외에도 흥미와 호기심을 가는 분야가 있다면 얼마든지 인포메틱스 기술을 이용하여 다양한 연구를 진행할 수 있고, 연구원들의 도전에 항상 열려있습니다. 이상으로 무한한 발전과 가능성을 지닌 아주대학교 생명정보학 및 유전체학 연구실의 소개를 마치겠습니다.

 


5. 연구실 대표논문


1. Brandon J. DeKosky*, Oana I. Lungu*, Daechan Park, Erik L. Johnson, Wissam Charab, Constantine Chrysostomou, Daisuke Kuroda, Andrew D. Ellington, Gregory C. lppolito, Jeffrey J. Gray and George Georgiou, “Large-Scale Sequence and Structural Comparisons of Human Naïve and Antigen-Experienced Antibody Repertoires”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(19): E2636-45 (2016) (*equally contributed)
2. Dingxiao Zhang, Daechan Park, Yi Zhong, Yue Lu, Kiera Rycaj, Shuai Gong, Xin Chen, Xin Liu, Hsueh-Ping Chao, Pamela Whitney, Tammy Calhoun-Davis, Yoko Takata, Jianjun Shen, Vishwanath R. Iyer and Dean G. Tang, “Stem cell and neurogenic gene expression profiles link prostate basal cells to aggressive prostate cancer”, Nature Communications, 7:10798 (2016)
3. Joseph D. Dekker, Daechan Park, Arthur L. Shaffer, Ill, Holger Kohlhammer, Wei Deng, Bum-Kyu Lee, Gregory C. lppoito, George Georgiou, Vishwanath R. Iyer, Louis M. Staudt, and Haley O. Tucker, “Subtype Specific Addiction of the Activated B Cell Subset of Diffuse Large B Cell Lymphoma to FOXP1”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(5): E577-86. (2016)
4. Daechan Park, Haridha Shivram and Vishwanath R. lyer, “Chd1 colocalizes with early transcription elongation factors independently of H3K36 methylation and releases stalled RNA polymerase II at introns”, Epigenetics Chromatin, 7:32 (2014)
5. Sanghee Ki*, Daechan Park*, Hilary J. Selden, Jun Seita, Haewon Chung, Jonghwan Kim, Vishwanath R. Iyer and Lauren I.R. Ehrlich, “GIobal transcriptional profiling reveals distinct functions of thymic stromal subsets and age-related changes during thymic involution”, Cell reports, 9(1):402-15. (2014) (*equally contributed)
6. Daechan Park*, Adam R. Morris*, Anna Battenhouse and Vishwanath R. Iyer, “Simultaneous mapping of transcript ends at single nucleotide resolution and identification of widespread promoter-associated non-coding RNA governed by TATA elements”, Nucleic Acids Research, 42(6): 3736-49. (2014) (*equally contributed)
7. Daechan Park, Yaelim Lee, Gurvani Bhupindersingh and Vishwanath R. Iyer, “Widespread Misinterpretable ChlP-seq Bias in Yeast”, PLoS One, 8(12): e83506 (2013)
8. Daechan Park, Andrew D. Ellington, and Cheulhee Jung, “Selection of self-priming molecular replicators”, Nucleic Acids Research, 47:2169-2176. (2019)