글로벌 RNA 간섭기술 및 MicroRNA 치료제 국내.외 연구기술 개발 동향

제1편 RNA 치료 연구·기술 개발 동향

제Ⅰ장 RNA 기술 개요
1. 유전공학의 이론과 산업·경제적 응용
1) 유전공학의 기초이론
(1) DNA(deoxyribonucleic acid)의 구조와 성질
가. DNA의 구성
나. 핵산의 화학결합
다. 핵산의 나선구조
(2) DNA의 복제
가. 원핵세포의 복제
나. 진핵세포 염색체의 복제
(3) 전사(transcription, 轉寫)
가. 대장균의 전사
나. 진핵세포의 전사
다. RNA(ribo nucleic acid) 사슬의 개시
라. 사슬의 신장(chain elongation , 伸長)
마. RNA의 종결과 방출
마. RNA 접속
(4) 번역(translation, 飜譯)
가. 번역의 개요
나. 개시 AUG코돈의 선택 및 중지코돈
다. 원핵생물 mRNA의 개시신호
라. 폴리시스트론 mRNA의 반복개시
마. 전달RNA와 아미노아실 합성효소
바. 진핵생물의 개시tRNA와 리보소옴 결합부위
(5) 역전사(Reverse transcription) 및 cDNA
가. 역전사(Reverse transcription)의 정의
나. cDNA의 합성
(6) 제한효소
가. Type I restriction enzyme
나. Type II restriction enzyme
다. Type III restriction enzyme
(7) 제한효소를 이용한 DNA의 절단
2) 유전공학기술의 산업·경제적 이용
(1) 형질전환 미생물
(2) 형질전환 식물
(3) 형질전환 동물
2. RNA(ribo nucleic acid) 기술 개요
1) 개요
2) 의미
3) 화학적 특징
4) RNA의 종류
(1) rRNA(ribosomal RNA)
(2) tRNA(Transfer RNA)
가. tRNA의 중요 3 부위
나. 안정한 RNA : 리보좀 RNA와 운반 RNA
(3) mRNA(messenger RNA)
가. 시스트론 (cistron)
나. 진핵세포의 mRNA
(4) pre-mRNA
(5) hnRNA(Heterogeneous nuclear RNA)
(6) snRNA(small nulear RNA)
(7) pre-tRNA
(8) pre-rRNA
(9) snoRNA(small nucleolar RNA)
(10) siRNA(Short interfering RNA)
(11) miRNA(micro RNA)
5) RNA의 효소 반응 - 전사 (transcription)
(1) RNA의 효소 반응
가. RNA 합성의 화학적 특징
나. DNA 사슬(strand)의 구분
다. RNA 중합 반응
라. 대장균(E. coli) RNA 중합 효소(RNA polymerase)
(2) 전사(transcription)의 과정
가. 프로모터(Promoter)에 RNA 중합효소의 결합
나. RNA 합성 개시(initiation)
다. RNA 신장(elongation)
라. RNA 합성 종결(termination)
6) 비암호화 RNA 기술 개요
(1) 기술 개요
가. 전사에 관여하는 ncRNA의 발견
나. 전사를 부(negative)로 조절하는 ncRNA:7SK
다. 전사를 정(positive)으로 조절하는 ncRNA: SRA
라. 염색질(chromatin)의 구조변환을 조절하는 ncRNA
마. ncRNA에 의한 유전자량 보상
바. siRNA에 의한 이종염색질 형성
(2) 시사점


제Ⅱ장 RNAi 기술 및 연구 동향
1. RNAi의 기초와 실험 및 신제품·서비스 응용
1) RNAi의 기초
(1) RNA iterference의 정의
(2) RNAi 기술의 중요성
(3) Post-Genome 연구에서의 RNAi 기술의 이용
(4) RNA drug ? 새로운 유전자치료의 가능성
(5) siRNA의 제조 방법과 knock-down 효과의 불확실성
가. RNA oligonucleotide의 화학적 합성
나. in vitro transcription을 이용한 small RNA의 합성
다. in vitro transcription에 의해 합성된 long dsRNA의 Rnase III family enzyme(e.g. Dicer, Rnase III)을 이용한 절단
라. shRNA expression plasmid나 viral vector의 세포 내 전달을 통한 발현
마. PCR-derived siRNA expression cassette의 세포 내 전달을 통한 발현.
(6) Off-target RNAi effect
2) RNAi 최적의 실험 및 신제품 서비스 응용
(1) RNAi 실험
가. RNAi에 관한 실험 방법
나. 최적의 RNAi 실험을 위한 flow chart
(2) 제품 소개 및 서비스 응용
가. Double stand RNA 절단 효소: si-RNAseⅢ™ 및 ColdShock-DICER
나. siRNA 발현 벡터: pSINsi 시리즈 및 pBAsi 시리즈
2. RNAi drug delivery 관련기술 동향
1) 기술개발동향
(1) 세계동향
가. 글로벌 공동연구 및 국제적 컨소시엄
나. 주요국 정책 및 제도동향
다. 연구개발 동향
(2) 국내동향
가. 정부투자 분석 및 관련사업 조사
나. 국내 주요 연구자 및 연구성과
2) 국내 기술개발 추진방향 및 정부 지원방향
(1) 국내 경쟁력 현황
가. 국내 연구자원 현황
나. 국내 기술수준 현황
다. 국내 산업경쟁력 현황
라. 국내 정책 및 인프라 현황
(2) SWOT 분석 및 대응전략
(3) RNAi drug delivery 연구 및 기술개발 육성을 위한 연구개발 발전방향
(4) 기대효과 및 시사점
3. RNAi 연구·기술 개발 동향
1) RNAi: A Recent Revolutionary Tool for Understanding of Basic Biology
(1) 연구 동향 개요
(2) 유전자 발현억제와 RNAi
(3) RNAi의 발견
(4) RNAi의 작용기전
(5) 포유동물에서의 RNAi와 염기서열 특이성
(6) RNAi의 활용
가. 유전자 기능 분석
나. Genome-wide 연구
다. 신약 개발과 질병 치료
2) RNAi에 의한 B형간염바이러스 증식 억제
3) RNAi 신약개발 연구 동향
(1) 연구실 개요
(2) 연구 내용
가. 다양한 구조의 siRNA 개발
나. siRNA 전달체 개발: 특정 암세포를 선택적으로 표적하는 압타머의 발굴
다. 핵산에 의해 유도되는 선천성 면역 반응(innate immune response) 기작 연구
라. 유전자 발현 기작 연구
(3) 향후 연구 계획

제Ⅲ장 RNA 치료제 연구·기술 개발 동향
1. RNA 연구·기술 개발 동향
1) 국내 연구·기술 개발 동향
(1) 핵산증폭시험을 이용한 혈장분획물질에서 HCV RNA 검출
가. 연구 개요
나. 재료 및 방법
다. 결과
라. 고찰
(2) RNA Cell Biology Laboratory 연구 동향
가. 연구실소개
나. 연구내용
(3) 유전자 교정 연구 동향 -“RNA 유전자가위”
가. 연구 개발 보도 내용
나. 연구배경
다. 연구내용
라. 기대효과
(4) Bacillus subtilis DEAD-Box RNA Helicase 유전자 결손 균주들의 저온 민감성 생장 연구 동향
가. 연구 개요
나. 재료 및 방법
다. 결과
라. 고찰
마. 적요
2) 해외 연구·기술 개발 동향
(1) 세포내에서 RNA를 이용한 logic gate 구현
(2) 효소기능이 가능한 RNA 발견 ? 엘트만*
가. 1958년 노벨 생리의학상 수상업적
나. 앨트만이 뒤집은 진리
다. 진화과정의 의문을 해결한 앨트만의 업적
라. 효소기능을 하는 RNA의 파급효과
(3) Investment Helps Expand Elite UAlbany Research Center RNA Institute Laboratory의 확장을 발표
(4) RNA-based therapeutics(RNA기반 치료법) 연구 개발 현황
가. 연구 개발 개요
나. RNA interference
다. Aptamers
라. Ribozyme
마. 연구개발 시사점
2. siRNA, mRNA 연구?기술 개발 동향
1) siRNA 동향
(1) siRNA-development of inducible siRNA expression system
가. RNAi의 기전과 적용
나. Inducible siRNA expression system
다. 문제점과 활용전망
(2) siRNA 치료제 개발 현황 및 연구 동향
가. siRNA를 이용한 개발 현황
나. siRAN 치료제의 연구 동향
다. siRNA 기술기반 의약품의 시장동향
2) mRNA 동향
(1) mRNA 분해에 관련된 대장균 리보핵산분해효소의 기능과 조절 연구 동향
가. 연구 개요
나. 리보핵산내부분해효소
다. 리보핵산외부분해효소
라. 결론
(2) DNA microarray를 이용한 체액 감별 mRNA 마커 발굴 연구 동향
가. DNA microarray를 이용한 체액 감별 mRNA 마커의 선별
나. RT-PCR과 qPCR을 이용한 마커 유전자의 검증 및 multiplexing
다. 결론 및 고찰
3. RNA 최신 해외 기술 개발 동향
1) 짧은 RNA 머리핀과 결합하면 발광이 강화되는 펩타이드 개발
2) RNA 스펀지 메커니즘의 신경퇴화 관련성 연구
3) RNA-단백질 복합체의 역동적인 조립과 기능 연구
4) 인간 미토콘드리아의 tRNA 병원성 돌연변이 구조에 대한 연구
5) 초기 지구에서 철의 도움을 통한 전자전달을 촉매한 RNA의 기능 연구
6) 다년생 식물 개화에 대한 RNA 제어 연구
7) 식물 발달에 있어 중요한 역할을 하는 RNA 분자들
8) 거세 저항성 전립선 종양을 증식시키는 논코딩 RNA
9) RNA의 기원을 밝히는 새로운 연구 결과
10) 신비로운 RNA 변형의 핵심적 역할 조명
11) 고도로 복잡한 고리모양 RNA의 발견(Circular RNAs Increase Cell Bio-Complexity)
12) 스타틴의 대안으로서 콜레스테롤저하제
13) 로슈·글락소, RNA 표적신약 개발


제2편 MicroRNA 시장 및 연구·기술 개발 동향

제Ⅰ장 MicroRNA의 이해와 기초
1. MicroRNA의 이해와 개요
1) MicroRNA 개요
(1) MicroRNA의 역할과 기능
(2) 암 형성과 마이크로RNA
가. 성장 신호의 자급자족(Self-sufficiency in growth signals)
나. 성장 억제 신호에 둔감(Insensitivity to anti-growth signals)
다. 세포사 회피(Evading Apoptosis)
라. 무한 증식력(Limitless Replicative Potential)
마. 지속적인 혈관생성(Sustained Angiogenesis)
바. 침윤과 전이(Tissue Invasion and Metastasis)
(3) microRNA의 응용
가. 응용 분야
나. 암 정복을 위한 microRNA의 응용
(4) 면역체계에서의 microRNA의 역할
가. 마이크로 RNA 생합성(microRNA biogenesis)
나. 면역계에서의 miRNA의 역할
다. 자가면역에서의 miRNA의 역할
(5) MicroRNA의 진단 및 치료 목표로서의 특성
2) MicroRNA의 이해와 LNA
(1) MicroRNA의 전반적 이해
가. MicroRNA 연구
나. miRBase: microRNA database(www.mirbase.org)
다. MicroRNA 생성
라. MicroRNA 명명
마. MicroRNA 기능
바. MicroRNA와 유전자 발현
사. MicroRNA 바이오마커
아. MicroRNA 연구의 도전
자. Exiqon의 microRNA 연구
차. MicroRNA 연구 가이드
(2) LNA의 이해와 MicroRNA
가. LNA 개념
나. Tm normalization: GC 함량에 관계없이 강력한 검출 가능
다. 뛰어난 단일 염기 검출
라. 넓은 적용 가능성
마. MicroRNA 연구에 적합한 LNA
바. 다양한 연구에 적용 가능한 LNA
2. 마이크로RNA 생성 과정과 생물학적 의의
1) 마이크로RNA 생성 메커니즘
(1) 핵과 세포질 간의 물질이동 메커니즘
(2) 엑스선으로 마이크로RNA전구체 3차원 입체구조 해석
(3) 마이크로RNA의 핵→세포질 수송 원리 규명
(4) 암·바이러스 감염증 등 질병 치료제 개발 기대
2) 마이크로RNA의 생물학적 분석 및 연구 의의

제Ⅱ장 MicroRNA 시장 및 연구·기술 개발 동향
1. MicroRNA 주요 지역 시장 동향
1) 유럽
(1) MicroRNA 진단도구 시장
(2) MicroRNA 분석방법 및 서비스 시장
가. 유럽의 MicroRNA 시장 구성
나. 유럽의 miRNA 분석방법 시장 현황 및 전망
다. 유럽의 miRNA 서비스 시장 현황 및 전망
라. 유럽의 miRNA 분석방법 및 서비스 시장의 소비자 동향 조사
마. 유럽의 miRNA 분석방법 및 서비스 시장 성장요인 및 억제요인
2) 미국
(1) microRNA 시장 개요
(2) microRNA 시장 정보
(3) microRNA 시장 경쟁 구조
(4) 시장 기회와 위협
가. 기회
나. 위협
(5) 시장 전망
2. MicroRNA 연구·기술 개발 동향
1) 암관련 MicroRNA 연구·기술 개발 동향
(1) 갑상선암에서 miRNA 146a/b, 221 및 222의 발현에 대한 연구 동향
가. 연구 개요
나. 대상 및 방법
다. 결과 분석
라. 고찰
(2) 정상 구강각화세포와 구강암세포 YD-38에서 microRNA 분석 연구 동향(MicroRNA Analysis in Normal Human Oral Keratinocytes and YD-38 Human Oral Cancer Cells)
가. 연구 개요
나. 재료 및 방법
다. 결과 분석
라. 고찰
(3) 간세포암의 유전체 프로파일링 연구 동향
가. 연구 개요
나. 유전자군의 분류
(4) 대장암의 진행과 microRNA 유전자 다양성과의 관계 연구 동향(The Relationship between the progression of colorectal cancer and microRNA polymorphisms)
가. 연구 개요
나. 대상 및 방법
다. 결과 분석
라. 고찰
마. 결론
(5) 췌장암과 MicroRNAs 연구 동향
가. 연구 개요
나. 암 발생과 miRNA
다. 암 전이와 miRNA
라. 췌장암에서 miRNAs의 역할
(6) 암후성유전학 기술 동향 분석에 관한 연구 동향
가. 연구 개요
나. 연구배경
다. 연구의 필요성 및 중요성
마. 연구개발 분석
2) 기타 MicroRNA 연구·기술 개발 동향
(1) 학습을 위한 네거티브 데이터가 존재하지 않는 경우의 microRNA 타겟 예측 방법(microRNA target prediction when negative data is not available for learning)
가. 연구 개요
나. 실험 방법
다. 실험 결과
라. 실험 결론
(2) 류마티스관절염과 microRNA 연구 동향
가. 연구 개요
나. miRNA의 생성 및 작용기전
다. microRNA와 면역계
라. miRNA와 류마티스관절염
마. 연구 결론
(3) 췌관 내 유두상 점액종에서의 마이크로 RNA 발현 양상 연구 동향
가. 연구 개요
나. 대상 및 방법
다. 결과 분석
라. 고찰
(4) 서울대 김빛내리 교수팀, 마이크로RNA 생성조절 新단백질 발견- Cell 誌 발표
(5) MicroRNA와 노화 관계 연구 동향
가. 연구 개요
나. 세포노화와 개체노화
다. 줄기세포와 노화
라. Host와 gut-microbiota
마. MicroRNA와 노화
바. 노인성질환
사. 최신 노화연구 성과
(6) Analysis of the Expression Pattern of microRNA of KSHV in KSHV-infected Human Cells
가. 연구 개요
나. 재료 및 방법
다. 결과 분석
라. 고찰
(7) 미만성 거대 B 세포 림프종에서 microRNA에 의한 항존적인 NF-κB 활성의 기전 규명
가. 연구배경
나. 연구결과
다. 연구의 성과 및 의의
3. MicroRNA 최신 기술 동향
1) 국내외 기술 개발 개요
(1) 국내
(2) 해외
(3) 시장 환경의 변화와 향후 예상 시장 규모
가. 시장 환경의 변화
나. 활용가능 시장(수요)
다. 기술의 시장성 기대 및 적합사업화 주체
라. 향후 예상 시장 규모
마. 기대 효과
2) 국내 기술 개발 동향
(1) 간경화의 원인 마이크로 RNA-FXR Protects Hepatocytes form Injury by Repressing miR-199a-3p, which Increases Levels of LKB1
가. 연구 개요
나. 연구 내용
(2) 마이크로 RNA의 새로운 맞춤 유전자 결합 방법 세계 최초 규명
(3) 뇌졸중 유발 마이크로 RNA돌연변이 세계 최초 규명
(4) 바이러스에서 마이크로 RNA 분해물질 발견-마이크로 RNA 과발현 원인의 질병 치료 가능 구현
가. 연구 결과 개요
나. 연구내용
(5) 마이크로RNA만 제거하는 신기술 개발
3) 해외 기술 개발 동향
(1) 백혈병에서 microRNA의 새로운 기능 발견
(2) 전립선암의 줄기세포를 저해하고 전이를 억제하는 miRNA(MicroRNA suppresses prostate cancer stem cells and metastasis)
(3) 4개 전사인자 사용 않은 최초의 유도만능줄기세포-마이크로 RNA 유도만능줄기세포
가. 연구 배경
나. 연구 내용
(4) 마이크로 RNA을 막아 노년 황반변성 질병 예방 구현(Inhibiting microRNAs may help prevent degenerative eye disorders)
(5) 인간 및 동물 몸에서 기능하는 식물의 마이크로 RNA(Plant miRNAs are present in human and animal sera and organs)
(6) 중국, 마이크로 RNa가 섬모발생을 조정하는 메커니즘 구현
(7) 마이크로 RNA-155로 백혈병 예후진단 치료제와 표지자 효과
(8) 류마티스 혈중물질 증감 진단과 혈액속 마이크로RNA 특징으로 치매 진단 구현
가. 류마티스 혈중물질 증감 진단
나. 혈액속 마이크로RNA 특징으로 치매 진단
(9) 마이크로 RNA 비밀 구조 발견 및 CLIP and PAR-CLIP sequencing 분석 동향
가. 도쿄대학 분자세포생물학연구소의 마이크로 RNA 비밀 구조 발견
나. CLIP and PAR-CLIP sequencing 분석
(10) 게놈 염기서열로부터 의약품 후보군을 도출하는 기술 개발 구현(Scientists invent advanced approach to identify new drug candidates from genome sequence)
(11) 유방암의 cyclin D1과 마이크로 RNA의 연관성(Cyclin D1 governs microRNA processing in breast cancer)
(12) 인간 배아줄기세포 분화에 의해 얻어진 신경전구세포 괴사 중 microRNA작용 규명(科?家揭示microRNA在?控人胚胎干?胞分化得到的神?前??胞凋亡中的作用)
(13) 수모세포종을 타깃으로 하는 마이크로RNA-218(MicroRNA-218 targets medulloblastoma, most aggressive childhood brain cancer)
(14) 정상 세포를 암 프로모터로 변환시키는 마이크로 RNA(MicroRNAs can convert normal cells into cancer promoters)
(15) 식물에서 마이크로 RNA 생성을 조절하는 스위치 발견(MicroRNAs in plants: Regulation of the regulator)
(16) 암 전이와 싸우는 작은 조각의 유전 물질-마이크로 RNA(Small bits of genetic material fight cancer's spread)
(17) 흑색종의 전이에 영향을 미치는 miRNA 182(icro RNA Plays A Key Role In Melanoma Metastasis)
(18) 한 쌍(두 가닥)의 DNA가 각각 별도의 miRNA를 구현(New Twist In MicroRNA Biology)
(19) 질병 진단을 신속히 할 수 있는 미세유체 마이크로 칩 개발(Power-free microchip could speed up disease diagnosis)
(20) 마이크로 RNA 퍼즐의 수학적 해결(Mathematicians find solution to biological building block puzzle)
(21) 줄기세포 없이 심장근육으로 자라는 상처조직(Scar tissue turned into heart muscle without using stem cells)
(22) C형 간염바이러스가 간의 마이크로 RNA를 이용(Hepatitis C virus hijacks liver microRNA)
(23) 마이크로 RNA를 통한 X 염색체 비밀 해부(Women have stronger immune systems than men-and it's all down to X-chromosome related microRNA)
(24) 마이크로RNA를 이용한 유전적 회로로 암세포 공격(Genetic circuit kills cancer cells using unique microRNAs)
(25) 종양에 제동을 거는 마이크로RNA(Missing molecules hold promise of therapy for pancreatic cancer: Lost microRNAs put brakes on tumors)