생명연 "식물 세포서 바이러스 진단 항체 첫 생산"

구제역 진단 플랫폼 개발...낮은 재조합단백질 발현도는 상용화 걸림돌

(지디넷코리아=박희범 기자)동물 세포나 대장균에서 주로 생산하던 구제역 바이러스 진단용 항체를 국내 연구진이 식물에서 생산하는 데 처음 성공했다.

다만, 상용화를 위해서는 식물세포에서의 재조합단백질 발현 자체가 잘 안되는 문제를 해결해야 한다.

한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)은 식물시스템공학연구센터 조혜선 박사와 합성생물학연구센터 김상직 박사 공동 연구팀이 경제성과 민감도를 획기적으로 개선한 식물 세포 기반의 바이러스 진단 항체 생산 플랫폼을 개발했다고 4일 밝혔다.

연구팀은 이 플랫폼이 감염병 진단용 항체 외에도 분자생물학 실험에 널리 쓰이는 모든 항체 생산에 적용 가능할 것으로 예상했다.

바이러스 감염 여부를 판단하는 데는 일반적으로 항체 존재 여부를 확인한다. 지난 코로나-19 확산 때도 항체 진단 기기가 초반 반짝 히트치기도 했다.

항체진단용 키트 제작에는 보통 바이러스 항체에 반응을 촉진하는 과산화효소(peroxidase)를 화학적으로 결합한 시약이 이용된다. 그러나 단점이 있다. 공정 상 항체와 과산화효소를 따로 생산해야 한다. 또 이들을 결합해야 하는데, 이때 균질성이 떨어진다.

이를 해결하기 위해 시도되는 연구가 동물 세포에서 과산화효소와 항체를 융합한 단백질 생산 방법이다. 그러나 이마저도 과산화효소 활성도가 낮아 민감도(감염 양성을 양성으로 판단하는 확률) 높은 진단 시약에 활용하는데는 한계가 있다.

연구팀은 이같은 문제를 해결하기 위해 식물 세포를 이용했다. 유전자 재조합 기술로 겨자무 과산화효소(HRP)와 바이러스 항체를 담배류 식물인 니코티아나 벤타미아나(Nicotiana benthamiana)에서 융합단백질로 생산하는데 성공했다.

조혜선 박사는 "이를 통해 구제역 바이러스 진단 항체를 제작했다"며 "기존 동물 세포 기반의 진단 항체보다 민감도가 100배 이상 높았다"고 말했다.

조 박사는 또 '샘플만 공급되면 코로나-19 등의 항체 진단 등 어느 곳이나 쓰일 수 있는 기술이지만, 재조합단백질 발현도가 낮아 상용화로 가기 위해서는 바틀랙(병목현상)이 존재한다"며 "이를 연구자들이 함께 노력해서 풀어야할 부분"이라고 말했다.

한편 이 연구는 식물학 분야의 국제 저널인 플랜트 바이오테크놀러지 저널(Plant Biotechnology Journal(IF 13.8)) 2024년 1월호에 게재됐다.

연구비는 생명연 주요사업으로부터 받았다. 과제 기간은 총 7년이며, 올해 4년차다.

박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)

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