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단백질 산업은 유용 단백질을 동정, 대량 생산하여 생물의약, 생물화학, 바이오 식품, 농약 등 다양한 분야에 응용하는 산업으로 포스트게놈 시대의 초고속 성장 핵심 동력으로 글로벌 연구프로젝트의 표적이 되고 있으며, 특히 최근, 식물세포와 형질전환 식물체를 이용한 고부가가치 단백질 생산기술 개발은 생명공학 BT분야의 새로운 주연구 분야로 관심이 집중되고 있고 최근에 많은 관련 생명공학 기업들과 연구자들이 “molecular farming” 분야에 관심을 집중시키고 있다. 식물체 또는 식물세포 이용 기술이 보다 유리한 점은 낮은 생산비로 식물세포 배양 시 동물세포에 비해 단백질 생산 비용이 매우 낮으며, 식물체 경작 시 단위면적당 높은 수확량과 생산 규모의 확대가 용이하며, 환경 친화적인 특성으로 식물유래 단백질에 대한 높은 선호도로 대중적 인지도가 높으며 동물성 바이러스, 세균, 독소 및 프리온 등으로부터 안전하고 유전적으로도 안전성이 높고 순수 분리□정제가 용이하여 생산성 향상과 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 무한한 가능성과 잠재성으로 향후 전망이 밝으며, “그린의약품”이 2020년 한국의 유망산업으로 선정되어 개발 사업이 본격적으로 진행되고 있다.
본 사업의 목표는 식물 세포주를 이용하여 저비용□고부가가치 단백질 생산체계를 확립하여 국내 단백질 제품의 수요를 충족시켜 수입대체 효과를 얻는 것이며, 특히 고부가가치의 의약품 중에서도 식물세포에서 성공적으로 발현될 수 있는 후보물질에 초점을 맞추었다. 또한 생산성이 향상된 단백질 제품의 수출을 확대하고 차세대 그린의약품의 생산 및 기반기술을 확보하여 신규기능 단백질의 대량생산 체계를 구축하는 것이다.
사업의 성과를 간단하게 요약하면 벼세포주로부터 생산된 관절염 치료제 CTLA4-Ig와 암환자 구내염 치료제 hGM-CSF의 발현에 성공하였고, 산업용 효소인 Trypsin의 발현 또한 성공하였다. 의약품으로서의 사업화에 필요한 전임상 자료인 효능 및 독성 평가를 실시하였으며, 제품화를 위한 제제화 연구를 수행하였다. 또한, CTLA4-Ig의 당구조 변형 기술을 활용하여 약물 동태 면에서 효능이 증가된 새로운 제품을 생산하는데 성공하였다. 전임상 독성평가는 식약청의 고시에 따라 GLP 인증기관을 통해 수행하였으며, 지속적인 효능모델에 서의 검증을 통하여 사업화에 필요한 자료를 축적하였다. hGM-CSF는 지속적인 독성시험과 함께 제제화를 위한 기초자료 및 개발 조건을 확립하였고 당 분석을 통한 단백질의 특성을 분석하여 상용화를 위한 연구를 순조롭게 진행하고 있다.