불확실한 세계 경제 속에서도 고종의 성장을 이어가고 있는 바이오의약품은 대체 무엇이고 종류는 무엇이 있을까요? 그리고 유전자 조작 기술이란 대체 무엇일까요? 바이오 의약품이란?
바이오 의약품이란 사람이나 다른 생물에서 유래하는 것으로 원료로 제조한 의약품입니다.생물체에 유래하는 것을 원료로 하기 때문에 독성이 낮은 부작용이 적고 희귀성·난치성 질환 등 특정 질병을 표적 치료하는 데 효과적이라는 장점이 있습니다.실생활에서 쉽게 접할 수 있는 대표적인 바이오 의약품은 인슐린입니다.인슐린은 우리 몸의 물질 대사 체계에 중요한 역할을 하는 호르몬으로, 체내 혈당량(혈액 중 포도당 수치)을 유지시키는 역할을 합니다.정상인의 경우, 혈당량이 높아지면 인슐린이 분비되어 포도당을 세포 내 유입/보존하고 혈당량을 낮추는데 인슐린 분비에 이상이 생겼을 경우, 혈당량이 높아지는 당뇨병에 걸리게 됩니다.이 경우 인위적으로 인슐린 주사를 통해서 당뇨병을 완화시킵니다.바이오 의약품은 크게 백신 항체제 유전자 치료제, 세포 치료제로 분류할 수 있습니다.”백신”은(상대적으로 희석된)병원체를 몸에 의도적으로 투입하고 체내에 유입된 병원체 항체를 생성하고 면역력을 갖게 하는 원리의 바이오 의약품입니다.”항체제”는 특정 항원*에만 결합하는 항체를 치료제로 사용하고 항원을 제거하는 방식, 자기 면역 질환 치료제”휴미라”류마티스 관절염 치료제”레미케이드”, 혈액암 치료제”리토우키상”유방 암 치료제”허셉틴”등이 가장 많이 알고 있습니다.”유전자 치료제”는 유전 물질인 DNA을 몸에 투입하여 질병을 치료하는 방식입니다.DNA에는 병을 치료하는 치료약의 유전 정보가 포함되어 있습니다.다만 DNA을 그대로 주입하면 원하는 부위에 원하는 양을 전달하기 어렵고 운반을 위한 벡터(vector)이 필요한데 주로 바이러스를 사용합니다.유전자 조작 기술의 발달로 인체 피해를 줄이고 바라는 유전자를 설계하고 체내에 투입될 수 있다는 장점이 있지만 벡터로 사용되는 바이러스에 의한 피해가 부작용으로 알려지고 있습니다.”세포 치료제”의 경우 줄기 세포 치료제라고 생각하시죠.인간은 정자와 난자가 결합한 수정란이라는 하나의 세포에서 출발 하는데 이 세포가 분화하면서 피부, 뼈, 장기 등의 조직과 복수의 세포를 갖게 됩니다.줄기 세포는 아직 분화가 없는 세포로, 만약 환자가 병에 걸리고 정상 기능하지 않는 장기가 있으면 환자의 줄기 세포를 통하여 그 장기를 만들어 이식하는 것이 기본적인 메커니즘입니다.외부성 물질이 안 들어와서, 부작용의 우려가 없는 것이 큰 메리트입니다.유전자 조작 기술은 무엇인가?
유전자 재조합 기술은 생물체에서 추출한 유전자를 조작하고 인위적으로 변형된 유전자를 만드는 기술입니다.유전자 재조합 기술을 사용하면 세포 내의 유용한 유전자를 골라내어 조작할 수 있으며 이를 유용한 물질의 생산이나 기초 연구 등에 활용할 수 있습니다.유전자 재조합 기술은 플라스미드와 접착 단백질의 유전자를 제한 효소로 자르고 DNA연결 효소를 이용해서 재조합 DNA을 만듭니다.그 후, 변형 DNA을 대장 균에 넣어 형질 전환 대장 균을 만들어 접착 단백질 유전자가 발현하는 형질 전환 대장 균을 증식시키면 접착 단백질을 다량으로 얻을 수 있습니다.여기에서 플라스미드는 일부 세균 내에 존재하는 환상의 작은 DNA입니다.플라스미드에는 복수의 유전자가 포함되어 있으며 복제될 수 있는 어떤 세균에서 다른 세균에 이동할 수 있습니다.제한 효소는 원핵 생물에서 볼 수 있는 효소입니다.바이러스나 다른 생물의 DNA가 원핵 생물에 침투했을 때에 침입한 DNA을 끊고 자신을 보호하는 역할을 합니다.제한 효소는 DNA의 특정 염기 서열을 인식하고 자르는 역할을 하고 DNA연결 효소는 자른 DNA을 붙이는 역할을 합니다.제한 효소로 잘린 DNA의 두 말단은 상보적 염기 배열을 가진 다른 DNA끝부분과 결합할 수 있습니다.같은 제한 효소로 자르고 만든 유전자 말단과 DNA운반체 말단의 염기와 사이에는 수소 결합이 형성되면서 수소 결합을 통해서 일시적으로 결합한 두 DNA의 말단을 DNA연결 효소로 연결하는 변형 DNA에 됩니다.항생 물질의 사용을 줄이는 세포 선별 시스템 개발
인기글
한국 생명 공학 연구원(원장 김·장 송, 이하 아자미시)합성 생물학 연구 센터의 이·대전 중 박사 연구 팀은 항생제 없이도 바이오 제조 공정에 사용하는 유전자 변형 세포를 고감도로 선별하는 시스템 개발에 성공했다고 밝혔습니다.유전자 조작 기술을 이용한 바이오 제품의 대량 생산 제조 공정을 개발하기 위해서는 숙주 세포 속에서 안정적으로 살아남은 플라스미드를 선별하는 것이 중요하지만 가장 널리 쓰이는 것이 항생제 선별 법입니다.숙주 세포에 항생 물질을 처리했을 때 항생제에 저항하고 살아남은 세포를 선별하는 것입니다.그러나 항생제 선별 법은 항생제 저항성 돌연변이 발생과 이에 의한 알레르기 반응 유발, 제조 단가 상승 등의 문제가 있습니다.이에 대한 대안으로 영양 요구성 균주를 이용한 방법이 있는데, 균주 제작이 어렵기 선별 능력이 떨어지고 특히 감별에 이용할 수 있는 유전자 수에 제한적인 한계가 있습니다.특히 DNA백신 같은 바이오 의약품의 경우, 플라스미드의 크기가 작을수록 인체 내의 전달 효율이 높아 항원 발현량이 많아 작은 사이즈의 플라스미드를 선별할 수 있는 플랫폼 개발이 요구된다.거기서 연구 팀은 합성 생물학을 기반으로 지능형 유전자 회로를 만들어 플라스미드의 한 세포만을 선별하는 시스템을 개발했습니다.NOT논리 회로와 특정 유전자 발현을 억제하는 밤. 유전자 가위 간섭 기술(CRISPRi)을 결합하고 이를 연속적으로 사용하고 플라스미드가 있는 경우, 유전자 가위에 의한 간섭이 발생하지 않고 세포가 생존하는 선별되는 원리입니다.개발된 시스템은 복수의 플라스미드를 동시에 선별할 수 있도록 확장도 가능하며, 플라스미드 선별 마커로 항생제 내성 유전자가 아니라 160bp(염기쌍)정도의 매우 작은 가이드 RNA을 사용하여 플라스미드의 크기를 줄일 수 있어 DNA백신 개발에 활용할 수 있습니다.인공 유전자 회로는 세포의 다양한 논리적 기능을 부여할 수 있는 사례를 많이 보일 수 있도록 열심히 노력하고 있는 국내 연구진 때문에 많은 응원과 박수 부탁 드립니다!
한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연) 합성생물학연구센터 이대희 박사 연구팀은 항생제 없이도 바이오 제조 공정에 사용하는 유전자 재조합 세포를 고감도로 선별하는 시스템 개발에 성공했다고 밝혔습니다.유전자 재조합 기술을 이용한 바이오 제품 대량생산 제조 공정을 개발하기 위해서는 숙주 세포 중 안정적으로 살아남는 플라스미드를 선별하는 것이 중요한데, 가장 널리 쓰이는 것이 항생제 선별법입니다. 숙주 세포에 항생제를 처리했을 때 항생제에 저항하여 살아남는 세포를 선별하는 것입니다. 그러나 항생제 선별법은 항생제 저항성 돌연변이 발생과 이로 인한 알레르기 반응 유발, 제조 단가 상승 등의 문제가 있습니다. 이에 대안으로 영양요구성 균주를 이용한 방법이 있지만 균주 제작이 어려워 선별능력이 떨어지고, 특히 선별에 이용할 수 있는 유전자 수에 제한적인 한계가 있습니다. 특히 DNA 백신과 같은 바이오의약품의 경우 플라스미드 크기가 작을수록 인체 내 전달 효율이 높고 항원 발현량이 많아 작은 크기의 플라스미드를 선별할 수 있는 플랫폼 개발이 요구되고 있다. 이에 연구팀은 합성생물학을 기반으로 지능형 유전자 회로를 만들어 플라스미드가 있는 세포만 선별하는 시스템을 개발했습니다.NOT 논리회로와 특정 유전자 발현을 억제하는 크리스퍼 유전자 가위 간섭기술(CRISPRi)을 결합하고, 이를 연속적으로 사용하여 플라스미드가 있을 경우 유전자 가위에 의한 간섭이 발생하지 않고 세포가 생존하고 선별되는 원리입니다. 개발된 시스템은 여러 플라스미드를 동시에 선별할 수 있도록 확장도 가능하며 플라스미드 선별 마커로서 항생제 내성 유전자가 아닌 160bp(염기쌍) 정도의 매우 작은 가이드 RNA를 사용하여 플라스미드의 크기를 줄일 수 있어 DNA 백신 개발에 활용할 수 있습니다. 인공유전자회로는 세포의 다양한 논리적 기능을 부여할 수 있는 사례를 많이 보여줄 수 있도록 열심히 노력하고 있는 국내 연구진을 위해 많은 응원과 박수 부탁드립니다!
한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연) 합성생물학연구센터 이대희 박사 연구팀은 항생제 없이도 바이오 제조 공정에 사용하는 유전자 재조합 세포를 고감도로 선별하는 시스템 개발에 성공했다고 밝혔습니다.유전자 재조합 기술을 이용한 바이오 제품 대량생산 제조 공정을 개발하기 위해서는 숙주 세포 중 안정적으로 살아남는 플라스미드를 선별하는 것이 중요한데, 가장 널리 쓰이는 것이 항생제 선별법입니다. 숙주 세포에 항생제를 처리했을 때 항생제에 저항하여 살아남는 세포를 선별하는 것입니다. 그러나 항생제 선별법은 항생제 저항성 돌연변이 발생과 이로 인한 알레르기 반응 유발, 제조 단가 상승 등의 문제가 있습니다. 이에 대안으로 영양요구성 균주를 이용한 방법이 있지만 균주 제작이 어려워 선별능력이 떨어지고, 특히 선별에 이용할 수 있는 유전자 수에 제한적인 한계가 있습니다. 특히 DNA 백신과 같은 바이오의약품의 경우 플라스미드 크기가 작을수록 인체 내 전달 효율이 높고 항원 발현량이 많아 작은 크기의 플라스미드를 선별할 수 있는 플랫폼 개발이 요구되고 있다. 이에 연구팀은 합성생물학을 기반으로 지능형 유전자 회로를 만들어 플라스미드가 있는 세포만 선별하는 시스템을 개발했습니다.NOT 논리회로와 특정 유전자 발현을 억제하는 크리스퍼 유전자 가위 간섭기술(CRISPRi)을 결합하고, 이를 연속적으로 사용하여 플라스미드가 있을 경우 유전자 가위에 의한 간섭이 발생하지 않고 세포가 생존하고 선별되는 원리입니다. 개발된 시스템은 여러 플라스미드를 동시에 선별할 수 있도록 확장도 가능하며 플라스미드 선별 마커로서 항생제 내성 유전자가 아닌 160bp(염기쌍) 정도의 매우 작은 가이드 RNA를 사용하여 플라스미드의 크기를 줄일 수 있어 DNA 백신 개발에 활용할 수 있습니다. 인공유전자회로는 세포의 다양한 논리적 기능을 부여할 수 있는 사례를 많이 보여줄 수 있도록 열심히 노력하고 있는 국내 연구진을 위해 많은 응원과 박수 부탁드립니다!
한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연) 합성생물학연구센터 이대희 박사 연구팀은 항생제 없이도 바이오 제조 공정에 사용하는 유전자 재조합 세포를 고감도로 선별하는 시스템 개발에 성공했다고 밝혔습니다.유전자 재조합 기술을 이용한 바이오 제품 대량생산 제조 공정을 개발하기 위해서는 숙주 세포 중 안정적으로 살아남는 플라스미드를 선별하는 것이 중요한데, 가장 널리 쓰이는 것이 항생제 선별법입니다. 숙주 세포에 항생제를 처리했을 때 항생제에 저항하여 살아남는 세포를 선별하는 것입니다. 그러나 항생제 선별법은 항생제 저항성 돌연변이 발생과 이로 인한 알레르기 반응 유발, 제조 단가 상승 등의 문제가 있습니다. 이에 대안으로 영양요구성 균주를 이용한 방법이 있지만 균주 제작이 어려워 선별능력이 떨어지고, 특히 선별에 이용할 수 있는 유전자 수에 제한적인 한계가 있습니다. 특히 DNA 백신과 같은 바이오의약품의 경우 플라스미드 크기가 작을수록 인체 내 전달 효율이 높고 항원 발현량이 많아 작은 크기의 플라스미드를 선별할 수 있는 플랫폼 개발이 요구되고 있다. 이에 연구팀은 합성생물학을 기반으로 지능형 유전자 회로를 만들어 플라스미드가 있는 세포만 선별하는 시스템을 개발했습니다.NOT 논리회로와 특정 유전자 발현을 억제하는 크리스퍼 유전자 가위 간섭기술(CRISPRi)을 결합하고, 이를 연속적으로 사용하여 플라스미드가 있을 경우 유전자 가위에 의한 간섭이 발생하지 않고 세포가 생존하고 선별되는 원리입니다. 개발된 시스템은 여러 플라스미드를 동시에 선별할 수 있도록 확장도 가능하며 플라스미드 선별 마커로서 항생제 내성 유전자가 아닌 160bp(염기쌍) 정도의 매우 작은 가이드 RNA를 사용하여 플라스미드의 크기를 줄일 수 있어 DNA 백신 개발에 활용할 수 있습니다. 인공유전자회로는 세포의 다양한 논리적 기능을 부여할 수 있는 사례를 많이 보여줄 수 있도록 열심히 노력하고 있는 국내 연구진을 위해 많은 응원과 박수 부탁드립니다!
