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재조합 유전자 발현을 위한 Aspergillus 숙주

전문가 제언: ○ 생물공학 R&D는 의약품을 선두로 산업용, 농업용 제품과 같은 고부가가치 제품에 의해 주도되고 있다. Aspergillus는 약 180종의 크고 다양한 섬유상 곰팡이로 식품발효균에서부터 병원성균, 식품 오염균 등 다양하다.

○ Aspergillus는 GRAS로 인정받아 식품이나 의약품등의 생산에 안전성이 확보되었으며, 액체와 고체배양에서도 다량의 단백질과 대사물질들을 체외로 분비한다. 과도한 glycosylation의 단점이 있기는 하지만 glycosylation이 잘 일어나 단백질 의약품의 생산숙주로 활용되어, 현재 120가지의 외부 단백질이 Aspergillus에서 생산되고 있다.

○ A. nidulans, A. oryzae, A.fumigatus의 게놈서열이 완성되었으며 유전학적 연구가 잘 되어있기 때문에 재조합숙주로 사용하는데 분자유전학적 유도와 제어가 가능하며, 생합성경로의 흐름을 분석하여 대사경로 모델링이 가능하고, 필요한 형질을 미리 정한 후에 유전자 조작을 통해 조립하는 ‘역대사공학’도 가능해졌다.

○ 많은 개선이 있었지만 숙주의 단백분해효소에 의해 발현된 외부 단백질이 분해되는 단점이 여전히 남아있어 개선의 여지가 있다. Aspergillus는 glycosylation이 과도하게 되는 문제가 있다. A. niger에서 일부 개선은 되었지만 경로변경을 통해 인간화할 필요가 남아있다. Glycosylation은 단백질의 분비 뿐 아니라 3차 구조와 안정성에도 영향을 주기 때문에 chaperon과 함께 연구 검토하여야 할 것이다.

○ Aspergillus는 여러 단백질과 다양한 생물활성 대사물질들이 합성되어 다른 곰팡이 뿐 아니라 동물 유전자의 발현숙주로 관심을 받고 있다. 또한 한 세포에서 여러 복합적인 반응들을 수행하는 재조합 균주의 개발도 가능하여, 셀룰로오스 폐기물을 분해하거나 플라스틱을 직접 액체연료로 전환하는 균주개발도 가능할 것으로 예상된다. Aspergillus는 가까운 미래에 생물공학 연구개발을 위한 다양한 도전의 대상이 될 것이다.

저자: David Lubertozzi, Jay D. Keasling
자료유형: 학술정보