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- [17.11.07] 한균희 교수팀, 기존 항암제의 내성 극복 위한 새로운 기전 규명
- 한정민-한균희 교수팀, 기존 항암제의 내성 극복 위한 새로운 기전 규명 차세대 항암제 개발 가능성 열어 연구결과 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재 기존 항암제의 내성을 극복할 수 있는 새로운 기전이 규명됐다. 한정민(약학대학), 한균희(생명시스템대학) 교수팀(제1제자 이철호 박사)은 서울대학교 차세대융합기술연구원 김성훈 교수팀과 공동 연구를 통해 기존 항암제에 대한 내성을 극복하기 위한 새로운 암 억제 신호전달체계를 밝혀냈다. 기존 항암제 라파마이신(Rapamycin)은 엠토르(mTOR)라 불리는 단백질 합성조절 신호전달체계에 결합해 항암효과를 나타낸다. 그러나 최근 들어 이 약물에 내성을 가지는 환자들로부터 유전체 분석을 통해 항암제 투약 전 이미 엠토르 돌연변이를 가지고 있거나 투약 후 돌연변이로 인해 엠토르 돌연변이를 획득하여 결과적으로 라파마이신을 포함한 기존의 엠토르 억제제들에 대해 내성을 나타내는 것이 알려졌다. 나아가 이러한 내성을 극복할 수 있는 차세대 항암제 개발에 대한 필요성이 제기됐다. 연구팀은 지난 2012년 국제 학술지 ‘셀(Cell)’을 통해 ‘Leucyl-tRNA synthetase(LRS)’라는 효소가 엠토로의 활성을 조절한다는 논문을 발표했으며, 이번 후속 연구를 통해 LRS에 작용하는 신물질을 개발해 냈다. 이 신물질은 LRS에 직접 결합해 하위 신호전달체계인 RagDmTORC1의 활성화를 억제하는 기전을 가지는 것으로 밝혀졌으며 결과적으로 항암 효과를 나타나는 것이 확인됐다. 더욱 놀라운 점은 기존의 라파마이신이나 엠토르 인산화 효소 억제제에 내성을 보이는, 암 환자 유래의 엠토르 돌연변이를 갖는 세포에 대해서도 동일한 항암 효과를 보인다는 것이다. 한정민 교수는 “본 연구를 통해서 우리가 기존에 보고한 LRS를 통한 엠토르 조절 기작을 새로 발굴된 특이적 억제제를 활용한 화학생물학적 방법을 통해 다시 한번 증명해낼 수 있었다.”면서 “이를 통해 엠토르 억제를 위한 전혀 새로운 전략을 제시하였다는 점이 매우 중요하고 새로운 전략에 기반한 차세대 항암제 개발에 대한 가능성을 열었다는 점에서 큰 의의가 있다.”고 말했다. 공동 연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 LRS를 타겟으로 하는 항암 신물질을 이용하여 신약개발에 주력할 예정이다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부가 추진하는 글로벌프런티어사업의 지원을 받았으며 연구결과는 지난 9월 29일 최고 권위 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 온라인 게재됐다. 연세소식 바로가기 http://www.yonsei.ac.kr/ocx/news.jsp?mode=view&ar_seq=20171103095557098003&sr_volume=612&list_mode=list&sr_site=S&pager.offset=9
- 생명공학과 2020.01.08
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- [17.07.21] 신종식 교수 연구팀, 반응경로 재설계 통한 효소계량법 개발
- 신종식 교수(생명공학과) 연구팀이 컴퓨터 모델링을 이용한 트랜스아미네이스의 반응경로 재설계기법을 고안함으로써 다양한 의약품 중 간체로 쓰이는 광학활성아민의 제조에 최적화된 효소변이체를 개발하는 방법을 개발했다. 광학 이성질체란 두 분자가 서로 거울 대칭인 관계에 있을 때를 지칭하는 용어로 왼손과 오른손의 관계처럼 서로 모양이 똑같지만 거울에 비친 것처럼 서로 겹쳐지지 않는다. 이러한 거울에 비친 관계에 있는 물질들은 물리·화학적으로 동일한 특성을 가지고 있어 동일한 물질로 오해하기 쉽지만 생물학적으로는 상이한 효과를 나타내는 경우가 많다. 대표적인 예가 1950년대 후반 입덧치료제로 사용되었던 탈리도마이드(Thalidomide)이다. 광학 활성 물질인 탈리도마이드는 2개의 이성질체 중 한쪽이 입덧 진정효과를 나타내는 반면에 다른 한쪽은 혈관생성을 억제하는 부작용을 나타내는데, 당시엔 이를 구분하지 않고 복용하여 수많은 기형아가 태어나는 심각한 부작용을 초래했다. 이러한 광학 활성 물질의 양면성 때문에 제약산업에서는 이를 구분하여 광학적으로 순수한 형태로 물질을 생산하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 최근에는 생명체가 사용하는 촉매제인 효소를 사용하기도 하는데, 이 경우 기존의 화학촉매제를 이용한 합성방법보다 더 효율적이고 친환경적으로 광학 활성 물질을 생산할 수 있어 화학적 합성법의 대안으로 여겨지고 있다. 하지만 위와 같은 효소 개량을 위해선 오랜 연구기간과 막대한 연구비용이 필요하기 때문에 실제 상용화하여 사용하기에는 어려움이 있었다. 생명공학과 신종식 교수 연구팀은 컴퓨터 모델링에 기반한 방법을 통해 기존의 방법보다 손쉽게 효소를 개량할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 트랜스아미네이즈는 단일 단계로 광학활성아민을 생산할 수 있어 큰 주목을 받고 있지만, 케톤 전구체에 대한 낮은 반응성이 산업화에 걸림돌로 여겨져 왔다. 연구팀은 컴퓨터 모델링을 통해 트랜스아미네이즈의 작용기작을 파악하고, 이를 기반으로 한 반응경로 재설계기법을 고안함으로써 천연 트랜스아미네이즈가 매우 낮은 반응성을 보이는 부티로페논과 같은 케톤에 대해 반응성이 100,000배 이상 증대되도록 효소를 개량하는 데 성공했다. 연구팀이 제안한 방법은 효소의 작용기작을 기반으로 효소 개량에 필수적인 부위에 대해서만 엔지니어링을 하기 때문에 효소의 유용한 성질은 유지하면서도 목적한 광학 활성 아민의 생산을 가능하게 하는 장점이 있다. 신종식 교수는 “이번 연구 결과를 통해 산업적으로 요구되는 효소의 구조기반 엔지니어링이 효율적으로 가능하게 되어 기존의 천연효소로는 불가능했던 다양한 광학활성아민의 생산공정 개발이 가능할 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편, 본 연구에서 트랜스아미네이스의 X-ray 구조 분석은 시스템생물학과 조현수 교수팀과의 협력연구를 통해 이루어졌다. 한국연구재단미래창조과학부의 지원을 받아 수행된 본 연구성과는 화학분야 세계적 권위의 학술지인 ‘ACS 캐털리시스(ACS Catalysis)’에 지난 6월 2일 게재됐다.
- 생명공학과 2020.01.08
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- [17.06.29] 줄기세포 및 생체재료공학연구실 박현지 박사, 신지수 대학원생 여성과학자상 수상
- 연세대학교 생명공학과 줄기세포 및 생체재료공학연구실(지도교수: 조승우)의 박현지 박사와 신지수 박사과정생이 6월 27일 제 16회 여성생명과학기술포럼 심포지엄에서 여성과학자상을 수상하였습니다. 박현지 박사는 한국 로레알-유네스코 여성과학자상 펠로십을, 신지수 학생은 새별 여성과학자상 우수상을 각각 수상하였습니다. 로레알-유네스코 여성과학자상은 로레알코리아와 유네스코한국위원회가 후원하는 국내 최고 권위의 여성과학자상으로, 매 년 전도유망한 젊은 여성과학자 3인을 선정하여 펠로십을 수여합니다. 박현지 박사는 바이오 생체재료 기반의 줄기세포 분화 기술 및 혈관질환 치료 분야의 연구를 전문적으로 진행하며, 당뇨성 혈관질환의 치료를 위한 줄기세포 유도술을 개발하는 연구에 관한 그 간의 노력을 인정받아 본 상을 수상하였습니다. 또한 새별 여성과학자상은 바이오니아에서 후원하고 여성생명과학기술포럼에서 주관하는 상으로, 젊은 여성과학자의 연구 사기진작을 위해 국내 생명과학분야의 석,박사과정 대학원생 및 박사 후 연구원을 대상으로 활발한 연구활동을 하는 여성 생명과학자에게 수여되는 상입니다. 신지수 박사과정생은 줄기세포의 치료효능을 높이기 위한 세포의 기능성 향상 및 분화촉진을 위한 다양한 생체재료 개발을 위한 연구를 진행 중이며, 그 간의 우수한 연구성과를 인정받아 본 상을 수상하였습니다.
- 생명공학과 2020.01.08