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Genome microbiome 유전자 산물 생산
2013-09-30 16:39:52

유전자 산물 생산 

 
?유전자 재조합 DNA 기술을 사용하는 많은 경우, 결국은 유전자 산물을 얻는 것이 목표다.

그리고 유전자 산물은 대부분 단백질이다. 앞에서 설명한 방법으로 원하는 유전자가 들어있는 클론을 골라냈으면, 그 유전자를 꺼내 유전자 산물을 생산하기에 적합한 숙주세포 안으로 넣어주어야 한다.

 

이전에는 대장균?이 숙주로 대부분 사용되었다. 쉽게 대량으로 배양할 수 있으며, 그 생리나 유전에 대하여 우리가 오랫동안 연구해 잘 알고 있기 때문에 이용하는데 여러 장점이 있다. 예를 들면, lac 오페론의 프로모터를 원하는 유전자에 연결하여 사용하면, 세포의 숫자를 충분히 늘린다음 배지에 lactose나 X-gal과 같은 유도물질을 넣어 유전자가 산물을 만들기 시작하는 시점을 실험자가 조절할 수 있다. 그러나 대장균은 몇 가지 단점도 있다. 첫째는 그람 음성 세균으로 세포의 바깥막에 lipopolysaccharide를 포함하고 있어 이것이 내독소로 작용한다. 그래서 사람에게 사용할 의약품인 경우 이것은 매우 위험할 수 있다. 그리고 대장균은 단백질을 세포밖으로 거의 분비하지 않는다. 그러므로 대장균 세포가 원하는 유전자 산물을 많은 양을 만든다고 해도, 그것을 손에 쥐기 위해서는 세포를 깨거나 녹여서 속에 있는 내용물이 밖으로 나오게 해야한다. 그리고 세포를 구성하는 수 천가지 물질로부터 원하는 유전자 산물을 순수하게 분리해야 한다. 이것은 매우 비싼 공정이 될 수 있다. 특히 산업적으로 대규모로 처리해야 하는 경우에는 말이다. 이 점에 대해서의 대안으로 Bacillus subtilis와 같은 그람 양성균을 숙주로 사용하는 연구가 많이 진행되었다. 내독소 문제와 단백질을 분비하는 문제를 다 해결할 수 있기 때문이다.

 

Saccharomyces cerevisiae와 같은 효모를 숙주로 사용하는 것도 매우 활발하게 진행되고 있다. 진핵생물에서는 인간이 매우 자세히 연구한 생물이기도 하며, 빵과 알콜 발효를 위하여 인간이 오랜 기간동안 부작용없이 사용해온 미생물이기 때문에 안전한 숙주라고 할 수 있다. 숙주 자체가 진핵생물이기 때문에 특히 원하는 유전자 산물이 원래 사람과 같은 진핵생물의 것이라면 인트론의 제거와 같은 문제가 효모에서는 발생하지 않을 가능성이 크다. 원핵세포 숙주-대장균이나 B. subtilis와 같은-에서는 cDNA를 사용하지 않는 이상 그런 문제가 생길 것이다. 

 

포유동물 세포 또는 사람 세포를 숙주로 사용하는 것도 활발하게 이루어지고 있다. 특히 의약품의 경우 사람에게 사용할 것이기 때문에 사람세포에서 만들어졌다면 훨씬 안전하다고 할 수 있다. 이 경우 원하는 유전자를 먼저 세균 숙주에 넣어 재조합 DNA의 양을 충분히 얻은 다음 이것을 포유동물 숙주 세포에 넣어 유전자 산물을 만들도록 한다. 이 때 사용하는 숙주세포는 대개 유전자 산물을 세포 밖으로 분비하는 세포이기 때문에 비교적 간단한 공정에 의하여 배지 속으로 분비된 유전자 산물을 순수하게 얻을 수 있다. 

 

식물 세포나 식물체를 숙주로 사용하기도 한다. 식물세포도 재조합 DNA 기술로 형질이 변하게 할 수 있으며 이로부터 식물개체로 자라도록 배양할 수도 있다. 식물은 농업재배 방식으로 값싸게 대량으로 재배가 가능하여 대량생산에서 매력이 있다. 특히 백신이나 항체를 대량생산하는데 흥미를 모으고 있다.

 

출처

www.sunok.or.kr




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