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약용 대사산물 생산을 위한 모상근 배양 및 식물개량

전문가 제언: ○ 식물에서 추출한 천연물질을 이용한 약품생산이나 식품보조제의 생산은 이미 국내에서도 활발히 연구되고 있으며 또 일부 식품보조제는 상업화되고 있다. 그러나 의약품 제조분야에서는 이전부터 한약재로는 널리 쓰이고 있으나 특정 성분을 추출하여 약품제조에 성공한 예는 극히 드물지만 천연물의 세포나 조직, 기관을 통한 생산에 대한 연구는 활발히 이루어지고 있다. 인삼의 경우가 좋은 예다. 반면 형질전환이나 유전자 조작을 통한 기초연구는 아직 선진국보다 미약한 실정이다.

○ 우리가 원하는 대사산물의 증가는 만일 제한요소인 단일 대사단계가 동정되면 얻어질 수 있다. 결과적으로 이 효소를 코딩하는 유전자가 과대발현 될 수 있다. 이상적으로는 이 전환된 유전자가 우리가 원하는 대사산물의 과잉생산을 유도해야 한다. 경로 상에서 특정유전자의 발현을 증가시키려면 같은 식물에서 온 유전자를 사용할 경우 종종 불리할 수 도 있다. 따라서 다른 생물체로부터 같은 기능을 가지는 유전자를 사용하는 것이 좋다.

○ 항암물질인 택솔은 주목(taxas spp.)에서 추출되지만 또한 식물과 연계된 미생물로부터도 추출될 수 있다고 보고되고 있기 때문에 이 복잡한 diterpenoid경로의 진화적 기원에 대한 의문점이 일고 있다. 이 대사산물의 잠재적인 의학적 가치가 높으므로 진균에서의 생산이 관심을 끌고 있지만 불행히도 생산수율이 아주 낮아서 현재까지 자연환경에서 택솔을 생산하는 미생물이 생명공학에 이용되는 경우는 아직 없다.

○ 보통 2차대사산물 생산을 위해 조직이나 기관을 배양하는 경우 활성물질의 생합성을 증가시키는데 목적이 있는데 일부 사례에서는 식물이나 식물배양에서 독성 부산물을 감소시키는 것이 더 중요할 수 있다.

○ 박테리아 halogenase유전자가 여러 가지 이유로 식물체 전체나 기관배양을 위해 형질전환하기에 좋은 후보이다. 할로겐의 도입(halogenation)은 대사산물의 생물학적 활성 및 그 혼합물의 생물가용성(bioavailability)에 매우 중요하기 때문이다.

저자: Jutta Ludwig-Mueller et al
자료유형: 니즈학술정보