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- [15.07.17] 최강열 교수 연구팀, 신개념 상처 치료제 개발
- 다양한 피부질환 치료제로 사용될 수 있는 피부재생 약물 개발 생명공학과 최강열 교수(단백질기능제어이행연구센터 소장) 연구진이 의대 피부과학교실 정기양 교수 연구팀과 함께 상처 치유를 위한 신호전달체계(윈트 신호전달계)의 흐름을 억제하는 단백질(CXXC5)을 밝혀내고, 이를 차단하여 상처치유 효과를 획기적으로 높이는 펩타이드를 개발했다. 윈트 신호전달계가 피부 상처 치유와 콜라겐 형성에 중요한 역할을 한다는 것은 그 동안의 연구들을 통해 알려진 바 있다. 하지만 이를 조절하는 인자가 무엇인지, 이 인자가 어떻게 상처 치유 과정에 관여하는지에 대해서는 구체적으로 밝혀진 바가 없었다. 연구팀(제 1저자 이성훈 박사)은 CXXC5가 윈트 신호전달계를 구성하는 단백질인 Dishevelled에 결합함으로써 윈트 신호전달을 억제하고, 상처치유와 콜라겐 형성을 방해함을 밝혔다. 이를 바탕으로 CXXC5-Dishevelled 결합을 막는 펩타이드(PTD-DBM)를 개발 한 후, 인체세포와 쥐 실험을 통해 이 펩타이드가 상처 치유 및 콜라겐 형성에 뛰어난 효과를 나타냄을 확인하였다. 이 펩타이드는 기존에 연구팀이 상처치유효능을 확인한 윈트 신호전달계 활성물질과 함께 처리하면 효과가 극대화되어 현재 이용되고 있는 상처 치료제보다 월등한 치유 효과를 나타냈다. 또한 현재 상용화된 제품보다 우수한 효력을 보이면서도 생산 비용이 수십 배 낮아 큰 산업적 파급력을 보일 것으로 기대된다. 아울러 연구팀은 피부암의 일종인 악성흑색종(melanoma) 환자의 종양 제거 후 발생하는 큰 상처의 치유 과정에서 CXXC5가 윈트신호전달계에 영향을 미치는 것을 확인했다. 이 결과는 사람의 세포를 이용한 실험결과와 더불어 이번에 개발한 펩타이드가 사람의 상처치료제로 개발될 수 있음을 확실히 보여준다. 피부 상처 치유 및 콜라겐 형성에 관련된 신개념의 펩타이드 개발에 대한 본 연구는 Journal of Experimental Medicine (IF=13.9)에 게재 되었으며 향후 상처치료는 물론 다양한 피부 질환의 치료제로 사용될 수 있는 새로운 패러다임((1st-in-class 약물)의 피부재생 약물로 개발될 수 있을 것으로 보인다.
- 생명공학과 2020.01.08
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- [15.06.30] 조승우 교수, 생체모사기술 기반 조직공학 생체재료 개발연구 "Advanced Functional Materials" 논문 2편 발표 및 Cover 선정
- 최근 생명공학과 줄기세포 및 생체재료 연구실(지도교수: 조승우)은 생체모사기술을 기반으로 한 조직공학용 생체재료 개발 관련 2편의 논문을 발표하였다. 이번 연구결과는 그 중요성을 인정 받아 재료분야 세계 최고 권위의 학술지인 Advanced Functional Materials 저널(2014년 Impact Factor: 11.805)에 2015년 5월 15일과 6월 11일에 각각 온라인 게재가 되었으며 2편 모두 Cover 논문으로 선정되었다. 이 2편의 논문과 조승우 교수 및 참여 대학원생인 이정승(통합 8학기), 신지수(통합 6학기) 학생은 생물학연구정보센터에서 운영하는 BRIC 웹사이트의 “한국을 빛내는 사람들” 코너에 소개되었다. 한 편은 생체모사를 통한 접착성 히알루론산 기반 하이드로젤 개발 및 응용에 관한 연구로 “Tissue adhesive catechol-modified hyaluronic acid hydrogel for effective, minimally-invasive cell therapy”라는 제목으로 발표되었다. 본 연구에서는 홍합의 끈끈한 족사 단백질에서 유래한 접착성 물질을 히알루론산에 도입하여 생체적합성과 접착성이 크게 향상된 기능성 하이드로젤을 개발하였다. 이 하이드로젤은 기존의 세포 이식용 하이드로젤이 가지지 못한 특유의 접착성이 있어 간 조직이나 박동하는 심장조직 표면 위에서도 안정적인 부착이 가능하였고 이러한 성질을 기반으로 세포를 효율적으로 이식하여 질환모델에서 치료 효과를 보였다. 따라서 본 연구는 결함이 있는 조직 표면에 주사 및 외과적 이식술 없이 최소 침습적으로 하이드로젤을 도포하는 방식으로 세포를 이식하는 새로운 방식의 세포 치료법을 제시하고 있다. 본 연구에는 박사과정 학생인 신지수, 이정승 학생이 공동 제1저자로 참여하였다. 또한, 연구팀은 “Surface chemistry of vitamin: Pyridoxal 5'phosphate (Vitamin B6) as a multifunctional compound for surface functionalization” 이란 제목의 논문을 통해 건강보조제 및 식품첨가제로 주로 적용이 되어 왔던 비타민 B6를 이용한 새로운 표면 개질 기술 개발에 관한 연구 결과를 발표하였다. 본 기술은 금속성 재료 표면의 친수성을 증가시켜 다양한 세포의 부착, 증식 및 이동, 더 나아가 조직재생을 향상시킴으로써 치아 임플란트 및 스텐트와 같은 이식용 의료기기의 효용성을 향상시킬 수 있었다. 아울러 비타민 B6를 매개로 한 생리활성 펩타이드의 표면 고정화 기술도 개발이 되어 각종 금속성 의료기기에 다양한 기능성을 부여하고 성능을 향상시키는 새로운 방법을 제시하였다. 비타민 B6는 섭취가 가능한 영양소 물질로 낮은 비용으로 대량생산이 가능하고 뛰어난 생체친화성을 갖고 있어 다양한 이식용 금속성 의료기기에 적용이 될 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구에는 박사과정 학생인 이정승 학생이 제1저자로 참여하였다.
- 생명공학과 2020.01.08
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- [15.06.22] 신종식 교수(교신저자)의 연구 논문 Advanced Synthesis & Catalysis 게재
- 생명시스템대학 생명공학과의 신종식 교수, 박을수 박사후 연구원(위), 한상우 박사 과정생(아래)이 비대칭합성(asymmetric synthesis)을 통해 광학 활성 아민을 제조하는데 적합한 생촉매 돌연변이체를 개발했다. 이번 연구결과는 응용화학 분야에서 journal ranking 2위(2013년 기준)의 권위지인 Advanced Synthesis & Catalysis 저널에 2015년 5월 13일 온라인 게재가 되었으며 [논문제목 : Mechanism-Guided Engineering of ω-Transaminase to Accelerate Reductive Amination of Ketones], biocatalysis분야에서의 중요성이 인정되어 special ASC Biocatalysis Issue에 선정되었다. 생촉매 합성 방법에 의한 광학 활성 화합물의 비대칭 합성은 최근 화학산업에서 녹색공정에 대한 환경적, 사회적 요구와 맞물려 화학촉매적 방법에 대한 대안으로서 큰 관심을 불러모으고 있다. 현재까지 알려진 transaminase는 대부분의 케톤에 대해 활성이 없거나 매우 낮으며, 이처럼 낮은 기질 반응성으로 인해 적절한 반응속도를 얻기 위해서는 다량의 효소를 사용해야 하므로 대량 생산에 있어서 큰 걸림돌이 되었다. 신종식 교수 연구진은 이러한 한계점을 극복하기 위하여 활성부위 재설계를 통해서 다양한 케톤에 대하여 훨씬 높은 활성을 보이는 Ochrobactrum anthropi 유래의 ω-transaminase 돌연변이체를 개발하였고, 이를 이용하여 케톤으로부터 비대칭 합성을 통해 광학순도 99% 이상의 아민들을 생산할 수 있었다. 이 돌연변이체는 변이를 최소화함으로써, 기존에 알려진 돌연변이체와는 달리 stereoselectivity나 stability와 같은 성질은 유지하면서도 특히 acetophenone에 대한 catalytic efficiency(kcat/KM)가 wild-type에 비해 340배 증가 할 정도로 케톤에 대한 활성이 증대된 것이 특징이다. 이번 연구는 글로벌프론티어사업 차세대 바이오매스 연구단의 지원을 받아 수행됐다.
- 생명공학과 2020.01.08