징그러운 벌레로만 여겨지던 곤충의 몸을 단백질 생산공장으로 이용해 바이오 의약품을 만들려는 연구가 생명공학기술의 발달과 더불어 다각도로 진행되고 있다.
곤충에서 유래하는 유효 성분을 찾으려는 연구와 별도로 호르몬과 같이 인체에서 생성되는 미량의 생리활성물질들을 곤충의 몸을 이용해 안정적으로 만들어 보려는 연구인데, 최근 수 년 동안 이 분야에서 비약적인 성과들이 얻어지고 있다.
재생불량성 빈혈 등의 치료에 사용되는 EPO(Erythropoietin)나 성장호르몬 등을 포함한 대부분의 바이오 의약품의 기본적인 구조가 단백질이라는 특성 때문에 동물세포를 인공 배양해 생산하는 것이 현재까지의 유일한 방법이었다.
그러나 생산단가가 매우 비싸고 생산량이 제한적이라는 단점이 있어 살아있는 곤충이나 동물을 이용해 안정적이면서 경제적으로 만들어 보려는 노력이 끊임없이 진행되고 있는 것이다.
수많은 곤충 중에서 생산공장으로 누에를 이용하려는 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다. 그 이유는 개체가 커 취급하기 쉽고 번데기로 변태할 때 누에고치를 만들기 때문에 다른 곤충에 비해 연구하기가 용이한 이점이 있기 때문이다.
비단의 원료가 되는 견사를 만든다는 점 때문에 2500년 이상 인류와 인연을 맺어온 누에는 나비목 누에나방과에 속하는 누에나방의 유충이다. 알에서 부화돼 나왔을 때 크기는 약 3㎜로 눈에 보이지 않을 정도로 작지만 뽕잎을 먹으면서 빠르게 성장, 약 20일 정도가 지나면 8㎝ 정도까지 자란다.
돌아서면 커져 있을 정도로 성장속도가 빠르고 체내의 단백질 합성기전이 매우 왕성한 시기를 가지기 때문에 단백질의 생산공장으로 최적인 또 다른 이유가 바로 여기에 있다.
누에는 자랄 만큼 다 자라면 뽕잎 먹는 것을 멈추고 누에고치를 짓기 시작하는데, 약 60시간에 걸쳐 쉬지 않고 2.5g정도의 고치를 만든다. 견사는 1개의 고치에서 무려 1200~1500m가 나온다고 한다. 누에는 고치를 지은 후 약 70시간이 지나면 고치 속에서 번데기가 되며, 그 후 12∼16일이 되면 고치 속에서 나방이 된다. 이 나방은 입에서 내놓은 알칼리성 용액으로 고치의 한쪽 끝을 뚫고 나오는 데, 암나방은 이후 약 500∼600개의 알을 낳고 완전변태의 화려한 일생을 마감하게 된다.
최근 일본의 대표적인 화학섬유기업인 도레이(TORAY)사는 오랜 연구기간을 거쳐 유전자 재조합형 누에를 이용, 고양이 인터페론 성분을 지닌 비단실을 생산하는 데 성공했다고 발표했다.
도레이가 누에에서 외래 단백질을 만드는 연구를 세계에서 처음 시도한 것은 아니지만 비단실에서 외래 단백질을 만들 수 있는 방법을 개발한 것이라 매우 큰 의미가 있다 하겠다. 지금까지의 방법은 누에에만 감염되는 바이러스의 유전자를 이용해 원하는 단백질을 누에의 체액 중에 만들어지게 하는 방법이었다. 그런데 이 방법은 누에 한 마리씩 바이러스를 감염시켜야 하는 번거로움이 있고, 체액에는 수 천만가지의 누에 몸을 구성하는 단백질이 혼재돼 있어 원하는 단백질만 정제해야 하는 어려움이 있었다.
도레이가 시도한 방법은 목적 단백질의 유전자를 트랜스포손(Transposon)이라는 특수한 염기서열을 이용해 도입시키고 누에가 뿜어내는 견사로 원하는 단백질을 분비하게 하는 방법이다. 보통 견사는 누에의 중부견사선에서 분비하는 세리신이라는 성분과 후부견사선에서 분비하는 피브로인이라는 두 가지의 성분으로만 이뤄져 있어 외래 단백질을 견사로 분비되게 할 경우 분리 정제하기가 매우 쉽다고 한다.
최근 우리나라도 누에에 대한 관심이 높아지고 있는데, 이러한 관심이 누에가 건강에 좋다는 막연한 기대감 속에서 건강기능성식품이나 화장품 소재에만 응용되고 있어 세계적인 관심과는 그 차원이 다르지 않나 싶다.
곤충에서 유래하는 유효 성분을 찾으려는 연구와 별도로 호르몬과 같이 인체에서 생성되는 미량의 생리활성물질들을 곤충의 몸을 이용해 안정적으로 만들어 보려는 연구인데, 최근 수 년 동안 이 분야에서 비약적인 성과들이 얻어지고 있다.
재생불량성 빈혈 등의 치료에 사용되는 EPO(Erythropoietin)나 성장호르몬 등을 포함한 대부분의 바이오 의약품의 기본적인 구조가 단백질이라는 특성 때문에 동물세포를 인공 배양해 생산하는 것이 현재까지의 유일한 방법이었다.
그러나 생산단가가 매우 비싸고 생산량이 제한적이라는 단점이 있어 살아있는 곤충이나 동물을 이용해 안정적이면서 경제적으로 만들어 보려는 노력이 끊임없이 진행되고 있는 것이다.
수많은 곤충 중에서 생산공장으로 누에를 이용하려는 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다. 그 이유는 개체가 커 취급하기 쉽고 번데기로 변태할 때 누에고치를 만들기 때문에 다른 곤충에 비해 연구하기가 용이한 이점이 있기 때문이다.
비단의 원료가 되는 견사를 만든다는 점 때문에 2500년 이상 인류와 인연을 맺어온 누에는 나비목 누에나방과에 속하는 누에나방의 유충이다. 알에서 부화돼 나왔을 때 크기는 약 3㎜로 눈에 보이지 않을 정도로 작지만 뽕잎을 먹으면서 빠르게 성장, 약 20일 정도가 지나면 8㎝ 정도까지 자란다.
돌아서면 커져 있을 정도로 성장속도가 빠르고 체내의 단백질 합성기전이 매우 왕성한 시기를 가지기 때문에 단백질의 생산공장으로 최적인 또 다른 이유가 바로 여기에 있다.
누에는 자랄 만큼 다 자라면 뽕잎 먹는 것을 멈추고 누에고치를 짓기 시작하는데, 약 60시간에 걸쳐 쉬지 않고 2.5g정도의 고치를 만든다. 견사는 1개의 고치에서 무려 1200~1500m가 나온다고 한다. 누에는 고치를 지은 후 약 70시간이 지나면 고치 속에서 번데기가 되며, 그 후 12∼16일이 되면 고치 속에서 나방이 된다. 이 나방은 입에서 내놓은 알칼리성 용액으로 고치의 한쪽 끝을 뚫고 나오는 데, 암나방은 이후 약 500∼600개의 알을 낳고 완전변태의 화려한 일생을 마감하게 된다.
최근 일본의 대표적인 화학섬유기업인 도레이(TORAY)사는 오랜 연구기간을 거쳐 유전자 재조합형 누에를 이용, 고양이 인터페론 성분을 지닌 비단실을 생산하는 데 성공했다고 발표했다.
도레이가 누에에서 외래 단백질을 만드는 연구를 세계에서 처음 시도한 것은 아니지만 비단실에서 외래 단백질을 만들 수 있는 방법을 개발한 것이라 매우 큰 의미가 있다 하겠다. 지금까지의 방법은 누에에만 감염되는 바이러스의 유전자를 이용해 원하는 단백질을 누에의 체액 중에 만들어지게 하는 방법이었다. 그런데 이 방법은 누에 한 마리씩 바이러스를 감염시켜야 하는 번거로움이 있고, 체액에는 수 천만가지의 누에 몸을 구성하는 단백질이 혼재돼 있어 원하는 단백질만 정제해야 하는 어려움이 있었다.
도레이가 시도한 방법은 목적 단백질의 유전자를 트랜스포손(Transposon)이라는 특수한 염기서열을 이용해 도입시키고 누에가 뿜어내는 견사로 원하는 단백질을 분비하게 하는 방법이다. 보통 견사는 누에의 중부견사선에서 분비하는 세리신이라는 성분과 후부견사선에서 분비하는 피브로인이라는 두 가지의 성분으로만 이뤄져 있어 외래 단백질을 견사로 분비되게 할 경우 분리 정제하기가 매우 쉽다고 한다.
최근 우리나라도 누에에 대한 관심이 높아지고 있는데, 이러한 관심이 누에가 건강에 좋다는 막연한 기대감 속에서 건강기능성식품이나 화장품 소재에만 응용되고 있어 세계적인 관심과는 그 차원이 다르지 않나 싶다.
