항생제 없이 바이오 제조공정 유전자재조합 세포 선별

생명연 "바이오제품 제조 안전성 높여…생산효율도 높아"

한국생명공학연구원은 항생제 없이 바이오 제조 공정에 사용할 유전자재조합 세포를 고감도로 선별하는 시스템을 개발했다고 19일 밝혔다.

유전자재조합 기술은 특정 유전자 배열 순서를 바꾸거나 다른 유전자와 조합을 통해 만든 새로운 유전자를 '플라스미드'라는 데옥시리보핵산(DNA) 운반체에 싣고, 이를 적절한 숙주 세포에 넣어 유용한 물질을 대량생산하는 것이다.

이 기술을 통해 최초의 바이오의약품인 인슐린을 대장균에서 만들었고, 현재도 바이오화합물·효소·단백질의약품·DNA 백신 등 다양한 바이오 원료들을 생산하고 있다.

플라스미드를 선별할 때 가장 널리 사용되는 것이 항생제 선별법인데, 숙주 세포에 항생제를 처리했을 때 항생제에 저항해 살아남는 세포를 선별하는 방식이다.

하지만 항생제 저항성 돌연변이 발생과 이에 따른 알레르기 반응 유발, 제조단가 상승 등 단점이 지적됐다.

합성생물학연구센터 이대희 박사 연구팀은 합성생물학을 기반으로 지능형 유전자 회로를 만들어 플라스미드가 있는 세포만 선별하는 시스템을 개발했다.

이 시스템은 플라스미드 여러 개를 동시에 선별할 수 있도록 확장할 수 있다.

플라스미드 선별 마커(표지자)로 항생제 내성 유전자가 아닌 160 염기쌍 정도의 매우 작은 가이드 리보핵산(RNA)을 사용하기 때문에 플라스미드의 크기를 줄여 DNA 백신 개발에 활용될 수 있다.

연구팀은 화장품 원료로 주로 사용되는 식물 유래 성분인 '비사볼올'을 대상으로 한 실험에서 항생제를 이용한 경우보다 플라스미드 선별 효율이 높고 비사볼올 생산량 또한 많음을 확인했다고 설명했다.

이대희 박사는 "플라스미드 유지, 재조합 미생물 선별에 오랫동안 사용된 항생제는 내성 세균과 같은 위험도 함께 있었다"며 "앞으로 이 기술을 무항생제 바이오 제조 공정에 적용하면 안전성을 높이고 연관 산업에서 다양하게 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

/연합뉴스