안녕하세요 오늘은 제가 연구하는 분야에 대해서 간략하게 설명드리는 시간을 가져보고자 합니다.

제가 연구하고 있는 분야는 단일세포 및 공간 전사체학(single-cell and spatial transcriptomics)으로, 조직과 세포 내에서 일어나는 유전자 발현의 변화를 세포 수준의 미세한 단위에서 관찰하고 분석하는 것입니다. 과거 전통적인 전사체학 연구는 조직 전체에서 평균화된 발현 정보를 제공하여 개별 세포들의 이질성(heterogeneity)을 반영하지 못했습니다. 그러나 단일세포 기술의 등장으로 인해 조직을 구성하는 세포들이 저마다 서로 다른 발현 패턴을 가지며, 이러한 다양성이 조직 전체의 기능과 질병의 원리를 이해하는 핵심 요소임이 밝혀졌습니다.  

최근 공간 전사체학 기술이 발전하면서, 각 세포가 조직 내에서 어떤 위치에 존재하는지에 대한 공간적 정보를 유전자 발현과 함께 얻을 수 있게 되었습니다. 이로 인해 세포의 정체성이나 기능이 주변 환경과 상호작용을 통해 결정된다는 점이 강조되고 있습니다. 저는 특히 특정 세포가 동일한 세포 상태라도 서로 다른 조직 내 위치에 놓일 때 어떻게 다른 운명이나 기능을 갖게 되는지, 그리고 이러한 현상이 발생하는 데 기여하는 공간적 맥락을 중점적으로 탐구하고 있습니다. 

이를 위해 저는 공간적으로 해상도가 높은 다양한 전사체 데이터를 활용하고 있으며, 특히 조직 내 세포들의 공간적 배치를 반영하는 계산 방법론과 분석 플랫폼을 개발하고 있습니다. 최근에는 cell segmentation의 필요없이 고해상도의 공간 데이터를 처리할 수 있는 도구인 SSAM이 새로운 데이터 포멧인 spatialdata와 연동이 되게 개선하는 작업을 진행하였습니다. 이러한 SSAM을 이용해서 DMD mouse model에 대한 분석도 진행했습니다.

https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adr4443

또한, 다양한 biological 데이터에 접근이 더 쉬워지도록, 이를 웹 기반의 플랫폼 형태로 구현하여 연구자들이 별도의 복잡한 계산 과정을 거치지 않고도 데이터 분석과 시각화를 편리하게 수행할 수 있도록 하였습니다.  

https://readretro.net/

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.20012

궁극적으로 제가 수행하는 연구는 복잡하고 접근성이 낮았던 공간 전사체 데이터를 더 많은 연구자가 쉽게 이용할 수 있도록 만드는 데 기여하고자 합니다. 이를 통해 질병 발병 기전의 이해와 치료 타겟 발굴, 그리고 세포 및 조직 생물학에 대한 보다 깊은 통찰력을 제공하는 것이 저의 목표입니다. 앞으로의 연구를 통해 보다 정밀하고 효율적인 분석 방법을 개발하여, 생명과학 분야의 다양한 문제 해결에 실질적으로 기여할 수 있기를 기대합니다.