기존 제품 대비 10배 이상 감도 나타내…가격은 절반
차세대융합기술연구원 김성훈 교수팀과 아주대학교 김용성 교수팀은 금번 연구를 통해 C말단 프로콜라겐 단백질을 유전자 재조합 기술을 이용해 기존기술 대비 10배 이상의 생산수율을 갖는 기술을 개발하고, 생산된 콜라겐 단백질을 이용해 콜라겐 특이적인 항체를 개발하여 콜라겐 정량 측정 키트를 개발했다.
콜라겐은 세포외 기질을 구성하는 주요한 구조 단백질로 뼈의 신진대사, 상처 치유, 그리고 피부 회복 등 다양한 역할을 담당하고 있다.
이중 제1형 콜라겐은 서로 다른 형태의 세 가지 체인으로 구성되어 있는 형태로 두 개의 알파1 체인과 하나의 알파2 체인으로 구성된다. 그리고 이 콜라겐은 효소에 의해 프로콜라겐이라는 단위 형태로 나누어지는데, 단백질의 N말단 쪽 및 C말단 쪽 그리고 나머지 가운데 부위 (성숙 콜라겐)로 나누어지게 된다. 이 중 N말단과 C말단은 제1형 콜라겐 전체 합성의 중요한 재료로 활용되고 있다.
이중 C말단 쪽 프로 콜라겐은 N말단 쪽과 달리 인체 내에서 매우 안정적이기 때문에 생화학적 및 생리학적으로 뼈 형성 및 신진 대사의 활성 정도를 측정할 수 있는 중요한 지표가 되고 있다.
또한 화장품 및 의약 산업에서도 C말단 쪽 프로콜라겐의 양을 측정하는 것은 콜라겐을 활용한 제품의 효과를 측정하는 중요한 방법으로 활용되어지고 있다.
하지만 그 동안 국내 기업에서는 특정 해외 기업의 고가 제품만을 활용해 와 국내 자생적 기술을 활용한 제품의 개발이 꾸준히 요구되어져 왔다.
개발된 콜라겐 측정 키트는 기존 제품 대비 10배 이상의 감도를 나타내지만, 가격은 최대 2분의 1까지 낮출 수 있게 개발됐다. 이에 따라 항후 콜라겐 연구를 하는 모든 분야에서 저비용 고효율 키트가 널리 활용될 것으로 내다보고 있다
김성훈 소장은 “금번 개발된 콜라겐 생산 기술 및 측정 키트는 순수 국내 기술로 개발된 만큼, 국내 기술력이 세계 최정상 기업을 넘어설 수 있다는 것을 잘 보여주는 사례”라면서 “향후 콜라겐의 공급 및 콜라겐을 정량적으로 측정이 필요한 제약, 바이오연구, 화장품 산업 분야에서 활용이 가능할 것이며 수입에 의존한 국내시장에 국산화 비율을 높일 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구 결과는 Nature 자매지 중 하나인 Scientific Reports 誌에(2017년 11월 21일 출판) 게재될 예정이다.
본 연구는 과학기술정보통신부가 세계 최고의 독보적 원천기술 확보를 위해 추진하는 글로벌프런티어사업 (의약바이오컨버젼스연구단, 단장 김성훈)의 지원으로 수행됐다.
국내 연구팀이 유전자 재조합 기술을 이용해 기존 대비 10배 이상 수율의 콜라겐 생산법 및 이를 이용한 콜라겐 정량 측정법을 국내 최초로 개발했다."이 기사는 메디컬투데이와 아임닥터가 엄선한 의료인 및 의대생 자문기자단이 검토 및 작성하였습니다. 건강한 선택을 돕기 위해 신뢰할 수 있는 의학 정보만을 전해드립니다."
차세대융합기술연구원 김성훈 교수팀과 아주대학교 김용성 교수팀은 금번 연구를 통해 C말단 프로콜라겐 단백질을 유전자 재조합 기술을 이용해 기존기술 대비 10배 이상의 생산수율을 갖는 기술을 개발하고, 생산된 콜라겐 단백질을 이용해 콜라겐 특이적인 항체를 개발하여 콜라겐 정량 측정 키트를 개발했다.
콜라겐은 세포외 기질을 구성하는 주요한 구조 단백질로 뼈의 신진대사, 상처 치유, 그리고 피부 회복 등 다양한 역할을 담당하고 있다.
이중 제1형 콜라겐은 서로 다른 형태의 세 가지 체인으로 구성되어 있는 형태로 두 개의 알파1 체인과 하나의 알파2 체인으로 구성된다. 그리고 이 콜라겐은 효소에 의해 프로콜라겐이라는 단위 형태로 나누어지는데, 단백질의 N말단 쪽 및 C말단 쪽 그리고 나머지 가운데 부위 (성숙 콜라겐)로 나누어지게 된다. 이 중 N말단과 C말단은 제1형 콜라겐 전체 합성의 중요한 재료로 활용되고 있다.
이중 C말단 쪽 프로 콜라겐은 N말단 쪽과 달리 인체 내에서 매우 안정적이기 때문에 생화학적 및 생리학적으로 뼈 형성 및 신진 대사의 활성 정도를 측정할 수 있는 중요한 지표가 되고 있다.
또한 화장품 및 의약 산업에서도 C말단 쪽 프로콜라겐의 양을 측정하는 것은 콜라겐을 활용한 제품의 효과를 측정하는 중요한 방법으로 활용되어지고 있다.
하지만 그 동안 국내 기업에서는 특정 해외 기업의 고가 제품만을 활용해 와 국내 자생적 기술을 활용한 제품의 개발이 꾸준히 요구되어져 왔다.
개발된 콜라겐 측정 키트는 기존 제품 대비 10배 이상의 감도를 나타내지만, 가격은 최대 2분의 1까지 낮출 수 있게 개발됐다. 이에 따라 항후 콜라겐 연구를 하는 모든 분야에서 저비용 고효율 키트가 널리 활용될 것으로 내다보고 있다
김성훈 소장은 “금번 개발된 콜라겐 생산 기술 및 측정 키트는 순수 국내 기술로 개발된 만큼, 국내 기술력이 세계 최정상 기업을 넘어설 수 있다는 것을 잘 보여주는 사례”라면서 “향후 콜라겐의 공급 및 콜라겐을 정량적으로 측정이 필요한 제약, 바이오연구, 화장품 산업 분야에서 활용이 가능할 것이며 수입에 의존한 국내시장에 국산화 비율을 높일 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구 결과는 Nature 자매지 중 하나인 Scientific Reports 誌에(2017년 11월 21일 출판) 게재될 예정이다.
본 연구는 과학기술정보통신부가 세계 최고의 독보적 원천기술 확보를 위해 추진하는 글로벌프런티어사업 (의약바이오컨버젼스연구단, 단장 김성훈)의 지원으로 수행됐다.
메디컬투데이 손성우 (mipi306@mdtoday.co.kr)
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