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진화분자공학에 의한신규 생체기능분자의 설계와 창조

전문가 제언: ○ 진화분자공학이란 실험실내에서 생체고분자의 배열공간의 적응과 활동 구조를 조사 최적화하여 목적 생체고분자의 기능 설계를 하는 학문 분야이다. 진화분자공학은 자연계에서 일어나고 있는 다윈 진화의 구조를 이용하고 단백질이나 RNA등의 생체 고분자를 시험관 내에서 유용한 물질로 진화시키는 시도이다. 수십억 년의 진화 시간축을 실험실의 공간 축으로 변환하는 것으로 진화 실험계 즉 거대한 변이 분자집단을 발생시켜 목적 분자(기능)를 선택하고 한층 더 변이와 증식을 반복하는 실험 시스템을 확립하면 고기능 효소나 신규 펩티드를 효율적으로 획득할 수 있다.

○ 포스트 게놈(post-genome) 시대 이후 병의 원인이 되는 유전자와 유전자로부터 만들어지는 단백질의 발견이 활발하게 진행되고 있지만 암이나 알츠하이머병 등 난치성 질환 극복을 위해서는 병에 관련되는 단백질에 특이적으로 결합하는 생체 기능분자와 단백질 기능을 분자 레벨로 해석하고 제어하여 인공적인 생체촉매나 생리활성분자를 창출하여 신약 개발 등에 활용하는 방법이 중요하다.

○ 본고에서는 면역시스템의 항체단백질을 예로 들어 진화분자공학에 의한 인공효소 창조에 대하여 해설한 것으로 다양성과 선별을 시험관 안에서 재현하여 생체기능 분자를 창출하는 작업은 가장 합리적인 방법이 될 수 있으며 시험관 내에서 자연계에는 없는 새로운 기능의 인공단백질 합성도 가능할 것으로 예상하고 있다.

○ 과학기술부가 주관하는 “21세기 프로티어연구개발사업”의 생체기능조절물질개발사업단은 유전체 연구, 단백체 연구, Bio & Chemo-informatics 등 생명공학기술에 바탕을 둔 난치성 질환치료를 위한 신약 및 고부가가치 생명과학기술 연구를 수행하여 2010년까지 20개 신약개발을 목표로 하고 있다. 또한 2006년에는 한국과학기술원(KAIST)에서 기존 단백질 골격을 이용한 신기능 단백질 설계와 제조' 기술을 개발하고 과학저널 사이언스지에 발표한 바 있다. 고부가가치로 첨단기술 분야인 진화분자공학에 대한 계속적인 발전이 기대된다.

저자: Ikuo Fujii
자료유형: 학술정보