바이러스 진단용 항체, 식물 이용해 생산…민감도 100배

왼쪽부터 김상직 한국생명공학연구원 합성생물학연구센터 선임·책임기술원, 조혜선 식물시스템공학연구센터 책임연구원, 박현지 연구원(제1저자). 생명연 제공.

주로 동물 세포나 대장균에서 생산하던 구제역 바이러스 진단용 항체를 식물에서 생산하는 기술이 개발됐다. 감염병 조기 진단을 위한 기반 기술을 마련하는 데 활용될 것으로 기대된다. 

한국생명공학연구원은 조혜선 식물시스템공학연구센터 책임연구원과 김상직 합성생물학연구센터 선임·책임기술원 공동 연구팀이 경제성과 민감도를 크게 개선한 식물 세포 기반 바이러스 진단 항체 생산 플랫폼을 개발했다고 4일 밝혔다. 

바이러스 감염 여부를 판단하는 데 널리 이용되는 방법 중 하나는 바이러스 감염 시 면역반응으로 만들어진 항체가 존재하는지 확인하는 것이다. 항체진단용 키트는 보통 바이러스 항체 반응을 촉진하는 효소인 과산화효소를 화학적으로 결합한 시약이 쓰이는데 항체와 과산화효소를 따로 생산해야 하고 결합 시 균질성이 낮다는 단점이 있다.

이를 극복하고자 동물 세포에서 과산화효소와 항체를 융합한 단백질 생산이 시도되고 있으나 과산화효소의 활성도가 낮아 민감도 높은 진단 시약으로 활용하기엔 한계가 있다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 식물 발현시스템을 통해 과산화효소와 항체를 하나로 융합한 단백질 생산 플랫폼을 개발했다.

유전자재조합 기술을 이용해 과산화효소로 널리 이용되는 겨자무 과산화효소와 바이러스 항체를 담배류 식물인 니코티아나 벤타미아나에서 하나의 융합단백질로 만들었다. 

이를 바탕으로 제작한 구제역 바이러스 진단 항체는 기존 동물 세포 기반 진단 항체보다 100배 높은 민감도를 보였다. 경제성 있는 진단 항체 단백질 생산기술로서의 활용 가능성이 열린 것이다.  

연구팀은 “기존 항체와 과산화효소를 화학적으로 결합하는 방법보다 경제성이 있으면서 높은 진단 활성을 지녀 상당한 이점이 확인됐다”며 “향후 질병 진단용 시약 개발과 생화학, 분자생물학 등 다양한 기초연구에서 활용되길 기대한다“고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘플랜트 바이오테크놀로지’ 1월호에 게재됐다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]