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NEW PNA를 이용한 리보솜항생제개발 관련 특허 출원
- 2006-11-27
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PNA를 이용한 리보솜항생제개발 관련 특허 출원
-자연과학부 민철기 김한집 교수팀, 학부생도 참여
자연과학부 민철기, 김한집 교수팀이 지난 2년간 진행하고 있는 PNA(Peptide Nucleic Acid)를 이용한 리보솜항생제개발(ribosomal antibiotics)과 관련한 연구 활동이 지난 17일자 동아일보의 ‘DNA 빼다박은 인공유전자 PNA\' 기획기사에 소개되었다.
이 연구팀은 지난 8월에 이 연구와 관련하여 "항 박테리아 활성을 갖는 PNA 변이체 화합물, 그를 포함하는 박테리아 감염 예방 또는 치료용 조성물, 비생물체를 소독하기 위한 조성물 미 비생물체를 소독하는 방법 (출원번호는 10-2006-0072692 )" 라는 제목으로 국내 특허를 출원하였다. 또한 지난 10월 미국 미생물학회에서 ‘A Novel Ribosomal Antibiotic: Peptide-Peptide Nucleic Acid (PNA) Utilizing the Conservative Sequences of Bacterial 16S Ribosomal RNA’이라는 제목으로 연구 결과를 발표한 바 있으며 이달말 국내 저널인 ‘생물정보학과 바이오시스템’에도 관련 논문이 게재될 예정이다. 이와 같은 성과는 대장균의 유전자 중 생명유지에 필요한 단백질을 만드는 특정 부위에 PNA를 결합시킨 결과 단백질을 합성하지 못한 대장균이 죽는 것을 확인하는 실험결과이다.
지금까지 PNA를 이용해서 알려진 유전자를 겨냥하여 박테리아의 항균 효과를 보이는 연구는 발표된 적이 있으나, 아직까지 광범위한 박테리아에 효과를 보일 수 있는 공통적인 서열을 이용하여 항균 효과를 보이는 연구는 발표된 적이 없다.
리보솜 항생제란 단백질을 합성하는 리보솜의 기능을 저하시켜 생명유지에 필요한 단백질 합성기능을 저하 시켜 박테리아를 죽이는 항생제이다.
리보솜 항생제의 가장 큰 특징은 여러 개의 copy수가 존재하는 리보솜 유전자의 산물인 리보솜 RNA를 겨냥함으로써 박테리아가 점돌연변이로 인해 약물에 대한 내성을 가지기가 쉽지 않다는 것이다. 이는 대부분의 유전자가 한 개의 copy로 존재하지만 리보솜 유전자는 여러 개의 copy가 존재하여 박테리아가 리보솜 항생제에 대해 내성을 가지기 위해서는 여러 개의 모든 copy에 모두 돌연변이가 일어나야 하는데 이렇게 될 확률은 극히 적기 때문이다.
이 연구팀은 255개의 종으로부터 얻은 16S rRNA서열정보 분석을 통해 높은 유사성을 보이는 보존적인 서열만을 골라 이 서열정보를 이용하여 PNA라는 antisense 물질을 이용하고 있다.
특히 이 연구팀에는 학부생 홍승표(자연과학부 4년), 김현창(자연과학부 4년)이 참여하고 있으며 이들은 PNA와 DNA의 결합에 있어서 열역학적인 정보를 토대로 16S rRNA의 공통적인 서열 중 대장균의 다른 유전자와는 상호작용을 하지 않고 16S rRNA에만 특이적으로 결합하는 서열 정보를 제공하는 프로그램을 개발하여 이들 새로운 서열정보를 가지고 PNA를 제작하여 대장균에 처리할 예정이다.