분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-11-23 10:47:58 , Hit : 4804
 RNA간섭을 통한 생물제제개발

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-11-20

  
최근에 떠오르고 있는 RNA 간섭 (RNA interference, RNAi)은 약물치료법의 차세대 개척지로 여겨지고 있으며 최근에 약물생산과정의 효율성을 증가시키기 위한 방향으로 발전되고 있다. 미국 메사추세츠주의 캠브리지 (Cambridge)에 위치한 생명공학기업인 <Alnylam Pharmaceuticals>사는 이미 RNAi를 약물발견 연구에 사용하고 있다. 이 기술은 적은 RNA 입자를 이용하여 특정 유전자의 활성을 줄이는 기술이다. 현재 이 기업은 이 기술을 이용하여 단백질기반 약물, 단클론 항체 (monoclonal antibody), 백신 및 다른 생물제제 (biologics)의 생산을 증진시키기 위한 계획을 가지고 있다. 지난 11월 12일에 이 기업은 새로운 벤쳐기업인 <Alnylam Biotherapeutics>를 창설하면서 약물생산 세포배양의 증진을 위한 접근법의 사용과 관련된 생물약물업체와 함께 이 기술을 개발할 것이라고 발표했다.

<Alnylam>의 사장인 존 마라가노레 (John Maraganore)는 이 기업은 미국의 1,000억 달러규모의 생물제제 시장에서 가장 많이 사용되고 있는 세포주인 중국 햄스터 난소세포 (Chinese hamster ovary cells, CHO)의 유전체 염기서열을 분석했다고 말했다. 이 유전체를 이용하여 <Alnylam>은 이 세포의 수명을 늘릴 수 있으며 잠재적으로 이들이 생산하는 약물의 생산을 증가시킬 수 있는 적은 RNAi를 제작했다. 예를 들어, 죽어가고 있는 경로에 있는 세포에서 두 개의 유전자를 얇게 베어 이 세포의 수명을 40% 정도 늘렸다. 그리고 젖산 신진대사에 관련되는 유전자를 표적으로 하여 수명을 60% 정도 증가시켰다. 마라고노레는 “우리는 이미 RNAi 기술을 이용하여 세포의 수명을 연장시킬 수 있다는 점을 보여주었다”고 말했다.

이러한 접근은 전례가 없는 일은 아니다. 싱가폴의 생물공정기술연구소 (Bioprocessing Technology Institute)의 공학자인 지웨이 송 (Zhiwei Song)을 포함한 몇몇 연구자들은 RNAi는 실험실에서 CHO세포에 의해 분비되는 단백질의 양을 두 배 이상 증가시킬 수 있다는 사실을 보여주었다 < Lim, S. F. et al. Metab. Eng. 8, 509-522 (2006)>. 지웨이 송에 의하면 현재 당면한 문제는 이 기술을 CHO세포 수천 톤을 담을 수 있는 생물반응장치 (bioreactor)에서 대규모 배양으로 확대할 수 있는가 여부라고 말했다.

영국 리버풀에 위치한 계약 바이오제약회사인 <에덴 바이오디자인 (Eden Biodesign)>의 수석 연구자인 데릭 엘리슨 (Derek Ellison)은 “마스터 세포뱅크를 변화시키지 않고 생물제제의 발현을 강화하는 방법에 대해 업계는 큰 관심을 가지고 있다”고 말했다. 첫째, <Alnylam>은 RNAi가 불순물을 생산하지 않고 약물의 질에 변화를 일으키지 않는다는 점을 증명해야 할 것이라고 엘리슨은 말했다. 기업들은 또한 생산약물의 증가된 양에 대응할 수 있는 정제과정을 재개발해야 할 것이다.

최근 CHO세포에서 RNAi의 사용에 대한 두 편의 평가논문을 발표한 대만의 국립칭화대학 (National Tsing Hua University)의 세포배양 생물공학자인 수친 우 (Suh-Chin Wu)는 이 과정을 통해 생산된 약물의 질이나 안전과 관련된 많은 문제가 일어나지 않을 것이라고 말했다<Wu, S.-C. Biotechnol. Adv. 27, 417-422 (2009)>. 현재 여러 곳에서 후반 임상실험이 진행되고 있는 RNAi-기반 약물은 환자들에게서 심각한 부작용을 일으키지 않고 있다. 적은 RNA입자를 세포배양 시스템에 부가하게 되면 보건상 위험이 되지 않으며 규정상 아무런 문제가 되지 않는다고 그는 말했다.

비록 이 과정이 작동한다고 하더라도 이 기술은 많은 이윤을 창출하지 않을 것이라고 뉴햄프셔주의 하노버 (Hanover)에 위치한 다트머스 컬리지 (Dartmouth College)의 생물공학자인 틸맨 건그로스 (Tillman Gerngross)는 조심스럽게 말했다. 이러한 약물생산은 전체 약물생산 비용의 일부를 차지할 뿐이며 “그저 약물을 좀더 적은 비용으로 생산하는 것에 대해 사람들은 더 이상 많은 돈을 투자하려고 하지 않는다”고 그는 말했다. 대신 RNAi는 생물제제의 질과 효능을 증가시키기 위해 사용되어야 한다고 건그로스는 말했다. <Alynlam>은 이러한 목표를 위해 사업을 시작했다고 밝혔다. 마라가노레는 이 기업은 세포의 생명력을 넘어서 재결합 단백질의 분비효율성을 증가시키고 다양한 생물제제의 특성을 변화시켜 좀더 활성화되도록 만드는 연구를 계획하고 있다고 밝혔다.
사진설명: 중국 햄스터 난소세포의 모습: 이 세포는 생물제제를 개발하는데 있어서 중요한 역할을 한다.

출처: <네이처> 2009년 11월 19일
참고자료:
Lim, S. F. et al. ‘RNAi suppression of Bax and Bak enhances viability in fed-batch cultures of CHO cells’ Metabolic Engineering 8, 509-522 (2006).
Wu, S.-C. ‘RNA interference technology to improve recombinant protein production in Chinese hamster ovary cells’ Biotechnology Advances 27, 417-422 (2009).  

hamsterovary.jpg  

출처 : http://www.nature.com/news/2009/091119/full/news.2009.1097.html







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