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성장지연에 의한 동물세포로부터 재조합 단백질 생산의 증진전략

전문가 제언: ○ 세포배양을 이용한 재조합 단백질의 생산에서 중요한 문제는 원하는 단백질의 생산 수율을 높이는 일이다. 그러므로 1980년대의 최초의 배양이래로 세포배양 환경을 조절하는 생산 공정 제어가 계속 발전하여 왔다. 이때 연구의 초점은 각 세포들의 단백질 생산을 최대로 증가시키는 것보다는 세포성장을 최대로 하는 환경을 만드는데 있었다.

○ 그러나 근래에는 세포의 성장지연을 통해서 재조합 단백질의 생산 수 율을 증가시키는 연구가 활발하다. 성장지연은 일반적으로 세포주기 중에서 G1-기에서 S-기로 진입하는 단계를 억제하는 방법을 많이 사용하고 G2-기에서 M-기로의 진입을 억제할 수도 있다. G1에서 S로의 진입의 억제는 여기에 관여하는 조절 키나아제 효소들의 기능을 억제하여야하고 이 효소들을 억제하는 CKIs(cyclin-dependent kinase inhibitors)를 활성화 한다.

○ 증식을 억제하는 방법에는 크게 3가지가 있다. 먼저 화학약품에 의한 방법이다. NaBu는 세포성장을 지연내지 감소시키면서 단백질 발현을 증가시킨다. DMSO와 펜탄산도 이와 같은 작용을 한다. 다음은 유전자 조작을 통해서 세포성장을 지연시킨다. 성장지연을 유발하는 표적유전자는 IFR-1(interferon-responsible factor-1)이 있고 그리고 CKIs 가족 중에서 특히 p21Cip1과 p27Kip1등이 있다. 나머지는 30~35℃의 온화한 저온 환경에서 배양하는 방법이다.

○ 국내 바이오제약사들은 단백질 수율을 높이기 위한 재조합 단백질 생산방법과 새로운 치료약, 건강식품 기타 제품개발을 위한 많은 연구에 심혈을 기울이고 있다. 이 분야는 장래성이 있는 산업분야로서 장차 중심 산업의 하나로 성장할 가능성이 높다.

○ 아직 G1 성장지연과 단백질 수율 증가에 관한 자세한 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 앞으로 메커니즘이 더 잘 알려지면 성장지연을 통한 더 많은 단백질 생산증가를 기대할 수 있을 것이다.

저자: Kevin Sunley, Michael Butler
자료유형: 학술정보