성균관대 이동엽 교수팀, '디지털 트윈 가상세포 모델' 개발

디지털 트윈 가상세포 모델과 다중오믹스 데이터를 통합 분석해 식이조건에 따른 대사 특성, 군락화 능력, 포스트바이오틱스 생산 및 장내미생물 상호작용을 예측한다. 사진 성균관대 *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]허서우 인턴 기자 = 성균관대는 화학공학·고분자공학부 이동엽 교수 연구팀이 디지털 트윈 가상세포 모델과 오믹스/마이크로바이옴을 비롯한 빅데이터를 활용해 다양한 프로바이오틱스 균주를 컴퓨터로 분석·평가한 후 최종적으로 개인별 맞춤형 균주를 선정할 수 있는 설계 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

'디지털 트윈 가상세포 모델'은 실제 세포의 유전체 정보로부터 수학적으로 디지털화한 소위 '세포 네비게이터' 혹은 '세포 아바타'이다. 이를 활용하면 여러 환경 조건에서 실제 세포 상태를 모사하고, 세포의 변화 양상을 예측할 수 있다.

이동엽 교수 연구팀은 디지털 가상세포를 활용해 다양한 식이 조건에서 여러 균주의 생장, 군락화 능력, 건강 기능성 물질(포스트바이오틱스) 생산과 장내미생물과의 상호작용 등을 컴퓨터에서 미리 평가해 개인에게 최적화된 균주를 선정하는 새로운 접근법을 제시했다. 연구팀은 배양 실험, 동물 실험, 균주 공동배양(co-culture) 실험을 통해 예측 결과와 실험 결과가 매우 유사함을 확인하고, 개발한 설계기술을 성공적으로 검증했다.

이 교수는 "본 연구를 기반으로 건강기능식품뿐만 아니라, 바이오 화장품 및 마이크로바이옴기반 생균치료제(Live Biotherapeutic Products) 신약 개발에도 프로바이오틱스를 적극적으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

본 연구는 한국연구재단의 중견연구사업, 농기평의 고부가가치 식품기술개발사업, 그리고 연구개발특구진흥재단의 화이트바이오 혁신 클러스터 사업의 지원으로 이루어졌으며 싱가포르 국립연구소 A*STAR(Agency of Science, Technology and Research)와 공동으로 진행됐다.


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