허준석 연구실
고려대학교 의학과
허준석 교수
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허준석 연구실
고려대학교 의학과 허준석 교수
본 연구실은 척추신경외과를 기반으로 척추 질환과 만성통증의 정밀 진단·최소침습 치료를 수행하는 한편, CRISPR 유전자편집 기술과 액체생검을 접목한 초고감도 암 분자진단, 신경 유전 질환 및 신경종양 모델링 등 임상과 기초를 연결하는 융합 의학 연구를 추진하고 있다.
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
척추질환의 정밀 진단과 최소침습 치료
척추질환의 정밀 진단과 최소침습 치료
CRISPR 기반 액체생검과 초고감도 암 분자진단
유전자편집을 이용한 신경계 질환 모델링과 치료 기술
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
bronze
·
인용수 0·
2025MUTE‐Seq: An Ultrasensitive Method for Detecting Low‐Frequency Mutations in cfDNA With Engineered Advanced‐Fidelity FnCas9 (Adv. Mater. 47/2025)
Sunghyeok Ye, Jin‐Soo Kim, Myungshin Kim, Ki‐Yeon Kim, Yoon‐Ho Won, Taegun Park, Sungjae An, Haerin Jeong, Hee‐Joon Chung, In Seon Lee, Myounghee Kang, Chan Kang, Mi Young Kim, Jae Ho Chung, Jeong‐An Gim, Woochang Hwang, Yonggoo Kim, Song Cheol Kim, Sung-Ho Lee, Junho K. Hur, Junseok W. Hur
IF 26.8
Advanced Materials
Highly Sensitive Liquid Biopsies for Cancer Diagnosis MUTE-seq is an innovative technique that employs an advanced-fidelity CRISPR-based system to enable highly sensitive liquid biopsies for cancer diagnosis. The image illustrates how MUTE-seq solves the classic “needle in a haystack” problem. A dense cylindrical haystack of wild-type cfDNA that conceals a single mutant ctDNA—the “needle”—precisely illuminated by a CRISPR-guided light beam. More details can be found in the Research Article by Yonggoo Kim, Song Cheol Kim, Sungho Lee, Junho K. Hur, Junseok W. Hur, and co-workers (DOI: 10.1002/adma.202505208).
https://doi.org/10.1002/adma.71297
Haystack
Liquid biopsy
Mutant
Cancer
Process (computing)
Mutation
2
article
|
hybrid
·
인용수 3·
2025MUTE‐Seq: An Ultrasensitive Method for Detecting Low‐Frequency Mutations in cfDNA With Engineered Advanced‐Fidelity FnCas9
Sunghyeok Ye, Jin‐Soo Kim, Myungshin Kim, Ki‐Yeon Kim, Yoon‐Ho Won, Taegun Park, Sungjae An, Haerin Jeong, Hee‐Joon Chung, In Seon Lee, Myounghee Kang, Chan Kang, Mi Young Kim, Jae Ho Chung, Jeong‐An Gim, Woochang Hwang, Yonggoo Kim, Song Cheol Kim, Sung-Ho Lee, Junho K. Hur, Junseok W. Hur
IF 26.8
Advanced Materials
In this study, we present the development of the Mutation tagging by CRISPR-based Ultra-precise Targeted Elimination in Sequencing (MUTE-Seq) method. We engineered a highly precise advanced-fidelity FnCas9 variant, named FnCas9-AF2, to effectively discriminate single-base mismatches at all positions of the single guide RNA (sgRNA) target sequences. FnCas9-AF2 exhibited significantly lower off-target effects compared to existing high-fidelity CRISPR-Cas9 variants. MUTE-Seq leverages FnCas9-AF2 for the enrichment of mutant DNA through the exclusive cleavage of perfectly matched wild-type DNA, allowing for sensitive detection of low-frequency cancer-associated mutant alleles. MUTE-Seq enabled sensitive monitoring of minimal residual disease (MRD) from the bone marrow of patients with Acute Myeloid Leukemia (AML). Furthermore, MUTE-Seq was applied in a multiplexed manner on cell-free DNA (cfDNA) from patients diagnosed with non-small cell lung cancer (NSCLC) and pancreatic cancer. This approach demonstrated a significant improvement in the sensitivity of simultaneous mutant detection and highlighted its clinical utility for early-stage cancer patients with extremely low levels of circulating tumor DNA (ctDNA). We anticipate that the FnCas9-AF2-based MUTE-Seq could offer a valuable clinical tool to facilitate improved molecular diagnosis, prognosis evaluation, and treatment planning for cancers in various stages.
https://doi.org/10.1002/adma.202505208
Materials science
Fidelity
Nanotechnology
Computational biology
Computer science
Biology
Telecommunications
3
article
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인용수 0
·
2025Abstract 6359: MUTE-Seq: An ultrasensitive method for detecting low-frequency mutations in cfDNA with engineered advanced-fidelity FnCas9
Sunghyeok Ye, Jin‐Soo Kim, Ki-Yeon Kim, Yoon‐Ho Won, Taegun Park, Sungjae An, Haerin Jeong, Hee‐Joon Chung, In Seon Lee, Jae Won Rhee, Ri-Ra Kang, C . Yong Kang, Myounghee Kang, Mi Young Kim, Jeong‐An Gim, Yonggoo Kim, Song Cheol Kim, Sung Ho Lee, Junho K. Hur, Junseok W. Hur
IF 16.6
Cancer Research
Abstract In this study, we present the development of the Mutation tagging by CRISPR-based Ultra-precise Targeted Elimination in Sequencing (MUTE-Seq) method. We engineered a highly precise advanced-fidelity FnCas9 variant, named FnCas9-AF2, to effectively discriminate single-base mismatches at all positions of the single guide RNA (sgRNA) target sequences. FnCas9-AF2 exhibited significantly lower off-target effects compared to existing high-fidelity CRISPR-Cas9 variants. MUTE-Seq leverages FnCas9-AF2 for the enrichment of mutant DNA through the exclusive cleavage of perfectly matched wild-type DNA, allowing for sensitive detection of low-frequency cancer-associated mutant alleles. MUTE-Seq enabled sensitive monitoring of minimal residual disease (MRD) from the bone marrow of patients with Acute Myeloid Leukemia (AML). Furthermore, MUTE-Seq was applied in a multiplexed manner on cell-free DNA (cfDNA) from patients diagnosed with non-small cell lung cancer (NSCLC) and pancreatic cancer. This approach demonstrated a significant improvement in the sensitivity of simultaneous mutant detection and highlighted its clinical utility for early-stage cancer patients with extremely low levels of circulating tumor DNA (ctDNA). We anticipate that the FnCas9-AF2-based MUTE-Seq could offer a valuable clinical tool to facilitate improved molecular diagnosis, prognosis evaluation, and treatment planning for cancers in various stages. Citation Format: Sunghyeok Ye, Jin-Soo Kim, Ki-Yeon Kim, Yoon-Ho Won, Taegun Park, Sungjae An, Haerin Jeong, Hee-Joon Chung, In Seon Lee, Jae Won Rhee, Raehee Kang, Chanyoung Kang, Myoung-Hee Kang, Mi Young Kim, Jeong-An Gim, Yonggoo Kim, Song Cheol Kim, Sungho Lee, Junho K. Hur, Junseok W. Hur. MUTE-Seq: An ultrasensitive method for detecting low-frequency mutations in cfDNA with engineered advanced-fidelity FnCas9 [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2025; Part 1 (Regular Abstracts); 2025 Apr 25-30; Chicago, IL. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2025;85(8_Suppl_1):Abstract nr 6359.
https://doi.org/10.1158/1538-7445.am2025-6359
Computational biology
Medicine
Computer science
Biology
정부 과제
10
과제 전체보기
1
2023년 6월-2027년 12월
|545,500,000원신규 유전자가위 발굴 및 단백질 엔지니어링을 통한 초정밀 유전자가위 원천기술 개발과 범용 플랫폼 구축 - 파킨슨병을 중심으로
[최종목표내용]파킨슨병을 중심으로 한 신규 유전자가위 발굴 및 단백질 엔지니어링을 통한 초정밀 유전자가위 원천기술 개발과 범용 플랫폼 구축1. 신규 유전자가위 발굴 및 단백질 엔지니어링을 통한 AAV용 초정밀 유전자가위 개발2. 파킨슨병 대상 초정밀 유전자가위 AAV 개발 및 질병모델 연구3. Base editor 의 기능을 향상 시키는 effector p...
유전자가위
파킨슨병
바이오마커
유전자치료제
유전자편집
2
주관|
2023년 6월-2027년 12월
|300,000,000원신규 유전자가위 발굴 및 단백질 엔지니어링을 통한 초정밀 유전자가위 원천기술 개발과 범용 플랫폼 구축 - 파킨슨병을 중심으로
[1차년도 개발 내용]
1. 신규 유전자가위 발굴 및 단백질 엔지니어링을 통한 AAV용 초정밀 유전자가위 개발
○ 3종 이상의 AAV용 유전자가위 후보 발굴
○ In-vitro cleavage assay 및 PAM screening을 통한 유전자가위 활성도 평가
2. 파킨슨병 대상 초정밀 유전자가위 AAV 개발 및 질병모델 연구
○ 유전체, 단백체 분석을 통한 alpha-synuclein 누적 관련된 유전자 및 단백질 발굴 및 alpha-synuclein 유전자 발현 세포 주 확보
○ 3종 이상의 Neuron targeting AAV serotype 후보군 확보
○ 형광 단백질 발현을 통한 serotype 별 transfection 효율 확인
3. Base editor 의 기능을 향상 시키는 effector protein 개발
○ CRISPRa, CRISPRi stable cell line 구축
○ Base repair mechanism 관련 유전자 데이터베이스 구축
4. 유전자가위 기반 유전자 검출 기술 및 파킨슨병 바이오마커
○ 파킨슨병 연관 유전자변이 데이터베이스 구축
○ 파킨슨병 주요 변이 분석
[2차년도 개발 내용]
1. 신규 유전자가위 발굴 및 단백질 엔지니어링을 통한 AAV용 초정밀 유전자가위 개발
○ 신규 유전자가위의 3D structure modeling
○ 정밀도 향상을 위한 아미노산 residue 후보군 10종 이상 확보
2. 파킨슨병 대상 초정밀 유전자가위 AAV 개발 및 질병모델 연구
○ SaCas9 유전자가위 기반 AAV vector 제작
○ serotype genome editing 효율 확인
○ 파킨슨병 치료 후보 단백질에 대한 KO screening을 통해 단백질들 기능 및 상호 간의 분석
3. Base editor 의 기능을 향상 시키는 effector protein 개발
○ Base repair gene 대상 gRNA library 구축
○ CRISPRa, CRISPRi 기반의 유전자 screening system 구축
○ dCas9-ABE의 효율에 영향을 주는 세포 내 base editing effector 유전자 3종 이상 발굴
4. 유전자가위 기반 유전자 검출 기술 및 파킨슨병 바이오마커 개발
○ 파킨슨병 진단용 초정밀 유전자가위 시스템 구축
○ 파킨슨병 진단용 gRNA array 설계
[3차년도 개발 내용]
1. 신규 유전자가위 발굴 및 단백질 엔지니어링을 통한 AAV용 초정밀 유전자가위 개발
○ Rational design을 통한 초정밀 유전자가위 1종 확보
○ genome-wide off-target analysis를 통한 초정밀 유전자가위의 정밀도 확인
○ 초정밀 유전자가위 기반 Base editor 확보
2. 파킨슨병 대상 초정밀 유전자가위 AAV 개발 및 질병모델 연구
○ 2차년도 선정된 유전자가위 기반 AAV vector 제작
○ synuclein 억제에 효과적인 유전자 후보 선정 및 최적 가이드 RNA screening
3. Base editor 의 기능을 향상 시키는 effector protein 개발
○ Base editing effector 발현용 vector 구축
○ Base editing effector 발현을 통한 dCas9-ABE 효율 증대 효과 검증
4. 유전자가위 기반 유전자 검출 기술 및 파킨슨병 바이오마커 개발
○ 파킨슨병 진단용 신규 유전자가위 시스템 최적화
○ 파킨슨 유전자 분석용 알고리즘 개발
유전자가위
파킨슨병
바이오마커
유전자치료제
유전자편집
3
주관|
2021년 3월-2023년 12월
|475,000,000원신규 유전자가위를 활용한 혈액 기반의 폐암 진단 원천기술 및 진단키트 개발
1) 폐암 진단 및 치료 현황- 폐암은 전 세계적으로 암 발생률과 사망률 1위이나 흉부방사선촬영 및 흉부 CT 만으로는 조기 진단, 예후 예측, 그리고 동반 진단에 어려움이 많아 정밀한 유전자 진단 기술에 대한 임상 수요가 매우 높음.- 특히 표적항암치료를 위한 동반 진단에는 민감도 특이도가 높은 암 유전자 분석 기술이 필수적임.- 유전자 분석을 위한 침습적인 암 조직 생검은 종양의 위치, 크기, 환자 상태에 따라 조직 채취의 어려움, 위음성, 종양 이질성 (tumor heterogeneity) 미반영 등의 치명적인 단점이 존재함.- 이러한 단점을 보완한 혈액 생검 유전자 검사에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있음.2) 기술 개발의 필요성- 혈액 생검은 혈액 내 세포유리 DNA (cell free DNA) 중 암세포유래 DNA 를 검사하는 유전자 진단법으로, 평균적으로 암세포 유래 유전자는 정상세포 유래 유전자의 0.1%를 차지함.- 하지만 차세대 염기 서열 분석 기술 (NGS) 의 도입에도 불구하고 기존 혈액 기반 유전자 분석 기술은 저빈도 변이 검출이 어려워 (평균 검출 한계 1%) 높은 임상 수요에도 불구하고 활용이 매우 제한적임.- 따라서 암유전자를 민감하게 검출하기 위해서는 정상세포 유래 유전자 대비 암세포 유래 돌연변이의 비율을 높이는 enrichment 기술이 요구됨.3) 연구 개발의 개요- 본 기업은 크리스퍼 유전자가위를 통해 정상세포 유전자를 제거하여, 암세포 돌연변이 유전자만 증폭시키는 기술을 개발함.- 폐암 환자 검체 연구를 통해 임상 적용이 가능한 혈액 생검 기술 개발, 최종적으로 소량의 피로 주요 암들을 초기에 진단하는 것을 목표함.4) 선행 연구 결과- 초정밀 신규 유전자가위를 포함한 혁신적인 기술 개발을 통해 암세포 돌연변이와 정상세포유래 유전자를 정확하게 구분, 정상 유전자만 제거할 수 있는 원천 기술 획득, 특허 등록 완료 (2019.02.26./등록번호:10-2086689호)- 기존 기술 대비 1000배 이상의 검출률로 0.01%의 암 발현 유전자도 명확하게 진단해낼 수 있음을 확인함.- 비소세포폐암 임상 검체 (조직 및 혈액) 유전자 분석을 통해 본 기술의 우수성을 실증함.
액체생검
세포 유리 DNA
동반진단
크리스퍼 유전자가위
폐암
최신 특허
특허 전체보기
전체 특허
인공지능 기반의 척추체 분석 장치 및 방법
상태
등록출원연도
2023출원번호
1020230044690