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포유동물 세포의 치료용 단백질 발현증가에 사용되는 후생 유전조절

전문가 제언: ○ 1980년대 초 미국의 Genentech에서 DNA 재조합기술을 이용하여 대장균에서 생산한 인슐린이 FDA 승인을 받은 이후 성장호르몬, 인터페론 등 치료용 단백질의 생산이 산업화되어 보건, 의료기술 향상에 공헌을 하고 있다.

○ 삽입유전자(transgene)를 도입하여 원하는 단백질을 생산하는데 이용되는 도구는 세균, 이스트, 식물, 동물 등 다양한 세포들이 사용된다. 이들은 그들의 생물학적 특성과 세포배양 기술의 차이에 따라, 의료기술에 적용 및 경제성에 각각 여러 가지 장점과 단점을 가지고 있다.

○ 단백질 생산을 목적으로 하는 세균배양은 짧은 세대 시간으로 인한 빠른 성장이 갖는 장점이 있지만 원핵세포가 갖는 전사, 번역과정 및 전사 후, 번역 후 수식과정의 생략 또는 간소화라는 특성 때문에 단순한 단백질인 경우는 별 문제가 없으나 많은 다른 경우 여러 가지 어려운 문제들이 있다.

○ 인체에 사용되는 치료용 단백질은 원칙적으로 포유동물 세포를 이용하는 것이 적절한 선택이다. 그러나 세포배양 시스템이 갖는 경제적(산업 특성), 기술적(세포 특성) 어려움과 또 포유동물 유전체가 갖는 특성 때문에 이러한 문제들을 해결해야 하는 전제 조건이 있다.

○ 포유동물을 포함하는 진핵세포의 유전체는 유전자 발현이 저조한 이질염색질 부분이 대부분을 차지한다. 그러므로 삽입유전자의 염색질 통합이 무작위로 일어나는 경우 삽입유전자의 발현 확률은 상당히 저조하다. 이질염색질에서 유전자 발현이 왜 안 되는지의 유전자 억압을 분자수준에서 이해하면, 이를 이용하여 유전자의 탈 억압(de-repression)을 통한 발현 확률과 발현 정도의 향상을 시도할 수 있다.

○ 본 분석은 후생유전성 유전자 발현조절 기작을 이용하는 단백질 생산 기술의 현황과 문제점, 및 전망을 소개한다.

저자: Kwaks, THJ; Otte, AP
자료유형: 학술정보