성균관대 엄숭호 교수 연구팀, 기능성 단백질을 생산 효율 제고 기술 개발

기사내용 요약
프로지니어와 공동연구 결과 발표
새로운 RNA 하이드로 겔 구조체 만들어

[서울=뉴시스]Advanced Materials 논문 표지. 사진 성균관대 *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박선민 인턴 기자 = 성균관대학교(총장 신동렬) 화학공학·고분자공학부 엄숭호 교수 연구팀이 단기간 내에 저비용으로 원하는 기능성 단백질을 대량 생산 기술 연구결과를 발표했다고 7일 밝혔다.

본 연구는 mRNA 하이드로겔을 이용해 무세포 단백질을 발현시킨 것으로, 국내 바이오 벤처 기업인 주식회사 프로지니어(대표이사 김철·이영구)와 공동연구로 진행됐다. 의료용 사이토카인, 개인 맞춤형 신약 등 다양한 바이오 의약 분야에 적극적으로 활용될 예정이다.

연구팀은 핵산 나노공학 기술 기반으로 환 전사 기법과 핵산 사중 나선 구조를 규칙적으로 배열되게 디자인해 생리 화학적 기능을 갖춘 새로운 RNA 하이드로 겔 구조체를 만들었다. 또한 생체 모사를 통한 효소 촉매 작용, 단백질 합성 등 자연이 정의한 RNA의 생물학적 조절자 역할이 세포 외에서도 실제로 가능함을 입증했다. 해당 기술로 생명의 중심원리인 센트럴 도그마의 번역과정에서 'RNA가 시공간적으로 유도하는 밀집화'가 정확히 재현됐다.

이로써 겔 내부 구획화로 인한 폭발적인 단백질 생산이 가능하게 됐다.

본 연구에서는 무세포 단백질 발현 기술의 치명적 단점인 효율성 부분을 극대화하는데도 크게 이바지했다. 또한 최초로 RNA의 겔 형태가 가능해 다양한 기능을 갖춘 RNA가 상대적으로 높은 기계적 물성을 확보할 수 있게 됐다. 이는 RNA의 근원적인 문제점을 해결하고 생명의 중심원리에도 기여하는 등 본 기술의 보편적 적용 가능성은 다양한 응용 기술의 탄생으로 발전되어 신분야를 개척할 것으로 기대를 모으고 있다. 이를 실현하기 위해 본 기술은 프로지니어의 개인 맞춤형 항암백신 ProV-001과 기능성 단백질 합성 파이프라인에 직접 적용되고 있다.

엄숭호 교수는 "본 연구는 인류가 세계 최초로 'RNA 공장'을 직접 디자인 제작한 것은 물론 무세포 단백질 발현 기술과 접목되어 첨단 자연 모사 기술의 정점을 확립한 것으로 높게 평가받을 수 있다.

현재 인류는 모든 단백질을 천연 세포에 의존해서 오랜 시간 걸려야만 효과적으로 생산할 수 있다고 믿고 있다. 이는 필수적으로 고가의 생산시스템을 요구하는데, 본 연구로 인해 저가로 단시간 내에 원하는 기능성 단백질을 인위적으로 대량 생산할 수 있게 되었다"며 "이번 논문으로 세계적인 연구자들로부터 본 기술의 혁신성과 산업적인 이용 가능성을 인정받아 빠른 항체 치료제 개발을 통해 실제 임상 진입의 문턱을 낮추고 환자 맞춤형 치료 발전의 실현에 크게 이바지할 것"이라고 말했다.

한편 본 연구성과는 지난 5일 세계적 학술지인 Advanced Materials(IF=30.849)에 표지논문으로 온라인 게재되었다.

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