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헤파린 생산을 위한 중요한 발견

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2020-05-14 00:00:00.000
내용 미국 캘리포니아 대학(University of California San Diego)의 연구진은 배양 세포로부터 헤파린을 생산할 수 있는 새로운 방법을 발견했다. 헤파린은 강력한 항응고제이고 병원에서 가장 많이 처방되는 약물이지만 세포 배양 기반의 헤파린 생산은 현재 불가능하다. 이번 연구진은 헤파린 생합성에서 ZNF263(zinc-finger protein 263)이라는 유전자가 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 이 조절 유전자(gene regulator)는 상용화된 헤파린 생산을 위한 새로운 길을 열어 줄 수 있을 것이다. 그래서 제어된 세포 배양으로 헤파린을 안전하게 대량 생산할 수 있는 길을 열어 줄 수 있을 것이다. 헤파린은 안전성, 지속 가능성, 보안상의 이유 때문에 돼지 내장에서 추출된다. 매년 필요량을 충족시키기 위해서 수백만 마리의 돼지가 필요하고 대부분의 제조는 미국 밖에서 이루어진다. 10년 전에 오염된 헤파린 제조로 수십 명이 사망하기도 했다. 따라서 지속 가능한 재조합 제조를 위한 필요성이 점점 대두되고 있다. 이번 연구는 세포 배양을 통해서 헤파린 합성을 어떻게 제어할 수 있는지에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것이다. 헤파린은 헤파란 황산염(heparan sulfates)이라고 불리는 탄수화물의 특수 아형에 속한다. 헤파란 황산염은 인체와 세포 배양을 통해서 생산될 수 있지만, 헤파린은 비만 세포라고 불리는 특별한 유형의 혈액 세포에서만 제조된다. 헤파린을 합성하기 위해서는 특정 조절 유전자의 역할이 매우 중요하지만, 헤파린의 조절 유전자에 대해서 잘 알려지지 않았기 때문에 이번 연구에서는 헤파린 생산에 관여하는 효소의 유전자를 조사했다. 가장 중요한 DNA 시퀀스는 ZNF263이라고 불리는 전사 인자(transcription factor)에 의해서 좌우되었다. 이것은 헤파린 합성과 관련되어 발견된 최초의 주요 조절제이다. 이번 연구진은 유전자 편집 기술(gene-editing technology)인 CRISPR/Cas9를 사용해서 일반적으로 헤파린을 생산할 수 없는 인간 세포주의 ZNF263을 변형시켰다. 이 인간 세포주에서 생산되어지는 헤파란 황산염은 화학적으로 변형되어서 헤파린에 더 가까운 특성을 가졌다. 이번 실험에서 ZNF263은 헤파린 생산에 관여하는 주요 유전자를 억제한다는 것을 보여주었다. 인간 백혈구 세포의 유전자 발현 분석을 통해서 비만 세포는 ZNF263을 억제한다는 것을 보여주었다. 따라서 ZNF263은 대부분의 세포 유형에 걸쳐 헤파린 생합성의 활성 억제제인 것으로 보이며, 비만 세포는 ZNF263을 억제하기 때문에 헤파린을 생산할 수 있는 것으로 판단된다.
출처
원문URL 미국 캘리포니아 대학(University of California San Diego)의 연구진은 배양 세포로부터 헤파린을 생산할 수 있는 새로운 방법을 발견했다. 헤파린은 강력한 항응고제이고 병원에서 가장 많이 처방되는 약물이지만 세포 배양 기반의 헤파린 생산은 현재 불가능하다. 이번 연구진은 헤파린 생합성에서 ZNF263(zinc-finger protein 263)이라는 유전자가 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 이 조절 유전자(gene regulator)는 상용화된 헤파린 생산을 위한 새로운 길을 열어 줄 수 있을 것이다. 그래서 제어된 세포 배양으로 헤파린을 안전하게 대량 생산할 수 있는 길을 열어 줄 수 있을 것이다. 헤파린은 안전성, 지속 가능성, 보안상의 이유 때문에 돼지 내장에서 추출된다. 매년 필요량을 충족시키기 위해서 수백만 마리의 돼지가 필요하고 대부분의 제조는 미국 밖에서 이루어진다. 10년 전에 오염된 헤파린 제조로 수십 명이 사망하기도 했다. 따라서 지속 가능한 재조합 제조를 위한 필요성이 점점 대두되고 있다. 이번 연구는 세포 배양을 통해서 헤파린 합성을 어떻게 제어할 수 있는지에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것이다. 헤파린은 헤파란 황산염(heparan sulfates)이라고 불리는 탄수화물의 특수 아형에 속한다. 헤파란 황산염은 인체와 세포 배양을 통해서 생산될 수 있지만, 헤파린은 비만 세포라고 불리는 특별한 유형의 혈액 세포에서만 제조된다. 헤파린을 합성하기 위해서는 특정 조절 유전자의 역할이 매우 중요하지만, 헤파린의 조절 유전자에 대해서 잘 알려지지 않았기 때문에 이번 연구에서는 헤파린 생산에 관여하는 효소의 유전자를 조사했다. 가장 중요한 DNA 시퀀스는 ZNF263이라고 불리는 전사 인자(transcription factor)에 의해서 좌우되었다. 이것은 헤파린 합성과 관련되어 발견된 최초의 주요 조절제이다. 이번 연구진은 유전자 편집 기술(gene-editing technology)인 CRISPR/Cas9를 사용해서 일반적으로 헤파린을 생산할 수 없는 인간 세포주의 ZNF263을 변형시켰다. 이 인간 세포주에서 생산되어지는 헤파란 황산염은 화학적으로 변형되어서 헤파린에 더 가까운 특성을 가졌다. 이번 실험에서 ZNF263은 헤파린 생산에 관여하는 주요 유전자를 억제한다는 것을 보여주었다. 인간 백혈구 세포의 유전자 발현 분석을 통해서 비만 세포는 ZNF263을 억제한다는 것을 보여주었다. 따라서 ZNF263은 대부분의 세포 유형에 걸쳐 헤파린 생합성의 활성 억제제인 것으로 보이며, 비만 세포는 ZNF263을 억제하기 때문에 헤파린을 생산할 수 있는 것으로 판단된다.
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2020005596
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주제어 (키워드) 1. 헤파린; 비만 세포; 생합성; 세포 2. heparin; mast cell; biosynthesis; cell