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담배 : 치료용 단백질의 생산을 위한 고효율의 “녹색 생물반응기”

전문가 제언: ○ 의약용 단백질은 유전공학의 발전에 힘입어 재조합기술을 통한 박테리아나 포유류 세포배양으로 만들 수 있게 되었다. 그러나 단백질은 보통 생산된 후에 변형되어 탄수화물이나 지방산과 같은 다른 분자를 결합시키거나 이황화 다리결합을 형성하여야 생리적으로 활성 단백질로 전환된다.

○ 단백질 생산의 반응기로서 박테리아나 포유류 세포는 여러 가지 단점을 갖고 있다. 박테리아는 단백질 번역 후 포유류가 필요로 하는 단백질의 변형을 수행할 수 없고, 포유류 세포는 번역 후 단백질을 변형시킬 수 있으나 세포배양에 드는 비용이 너무 높고, 이외에 다양한 단백질 생산에 적합하지 않고 또한 많은 수요를 만족시킬 수 있을 정도로 대규모 생산을 할 수 없다.

○ 그러므로 식물을 “녹색 생물반응기”로 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 식물종 중에서 담배식물이 유리하여 최근에 단백질 생산에 많이 이용되고 있다. 담배는 다른 식물에 비하여 잎이 넓으므로 단백질을 대량으로 생산할 수 있고 또한 재배와 세포배양이 가능하다. 또한 에너지원으로 빛을 사용하고, 다른 방법에 비하여 생산 비용이 월등히 적게 드는 장점이 있다. 담배 자체는 해로운 식물이나 “녹색 생물반응기”로서 적합한 식물이다.

○ 의약용 단백질로 사용할 수 있는 것 중에서 항체, 백신 및 면역조절 분자인 사이토카인 등은 담배식물을 이용하여 대량 생산이 가능하게 되었고, 실제로 담배에서 합성한 쥐의 면역글로불린(Guy's 13 SIgA/G)은 치아 caries를 일으키는 S. mutans의 집락형성을 방지하였으며 임상적으로 이것의 효과가 증명되었다.

○ 단백질 합성에 담배를 이용하려면, 재조합 DNA 제조에 대한 기술과 이 재조합 DNA를 숙주세포에 도입하여 단백질을 최대한 발현시킬 수 있는 기술을 먼저 습득하여야 한다. 앞으로 담배식물을 이용한 단백질 생산의 전망은 매우 밝으며 이 분야에 관심을 가져야할 것이다.

저자: Reynald Tremblay
자료유형: 학술정보