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생명과학 > 프로테오믹스
대장암은 암환자들의 사망률로 볼 때 세계 3위이다. 암환자 사망률의 총 10%를 차지하는데, 러시아도 예외가 아니다. 게다가 대장암 발병률이 계속 증가하고 있다.현재 일련의 대장암 단백질 마커들이 알려졌는데, CEA, 암항원 (СА) 242, 19-9, 72-4, 그리고 Tu M2-PK 등이 있다. 그러나 이러한 마커들은 민감도가 낮기 때문에 초기 진단에 이용하는 데 어려움이 있다. 한편 종양전이로 인해 간에 주로 나타나는 단백질은 혈청에서도 발견될 가능성이 크다. 그래서 초기진단용 마커로 이용할 수 있는 가능성이 크다.건강한 간조직과 종양이 전이된 간조직의 샘플은 대장암이 간에 전이된 후 이를 제거하는 수술을 통해 확보하였다. 그리고 간조직 샘플을 저온저장하는 은행이 만들어졌다. 저온저장은행에 보관되었던 인간 간조직 샘플의 프로테옴을 두 종류의 질량분광법으로 분석하였다 (이온 트랩 XCT Ultra와 4중극자 Time of-Flight 분석기 Q-TOF).간조직에서 정체가 확인된 마이크로솜 파편의 단백질들은 총 500여 가지였다. 프로테오믹스 SpectrumMill 소프트웨어를 이용해 일부 대장암 환자들의 간조직 샘플들에서 시토크롬 p450수치가 정상인의 것보다 더 많은 것으로 나타났다. 시토크롬 p450의 isoform들의 생화학 활성 테스트로 대장암 환자의 경우 그 활성도가 훨씬 높은 것으로 나타났다. 프로테옴 분석법으로 인간 간세포의 마이크로솜 멤브레인에서 시토크롬 p450을 발견하고 정체를 파악하였다.수술로 혈관종(정상세포)과 대장암이 전이된 간암(병든 세포)을 치료하기 위해 절단한 간조직을 연구재료로 이용하였다.분석과정은 다음단계들을 포함한다.모노머와 이합체 전기영동으로 단백질 분리질량분광법으로 45~66 kDa 젤부분의 분자를 스캔 (시토크롬 p450의 분자질량에 해당하는 부분).1D-ZOO 기술로 단백질 분석. 1D-ZOO는 개별 질량분광분석을 하였던 기존의 표준분석법과 달리 복수분석으로 하였다.간에 병이 들었을 때 단백질 수가 정상수치 보다(445) 많아졌다 (825). 45~66 kDa 부분에서 13개 마이크로솜 멤브레인 단백질의 정체가 확인되었으며, 그 중에는 1А2, 1В1, 2А6, 2Е1, 2C8, 2С9, 2С10, 2D6, 3А4, 4A11, 4F2 같은 시토크롬 p450들도 있었다.1А, 2В, 2С, 3А, 2Е 같은 시토크롬 p450 효소활성 연구를 통해 1А1/1А2와 3А4 시토크롬 p450의 O-dealkylation과 N-demethylation 속도가 감소되는 것을 알게 되었다. 그리고 프로테옴 분석과 생화학분석을 겸하는 것이 시토크롬 p450의 종류를 확인하고 그 발현정도를 파악하는 데 훨씬 효과적임을 확인하였다.
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생명과학 > 프로테오믹스
Helicobacter pylori는 전세계적으로 널리 퍼진 질병 중 하나이다. 그람 음성균(gram-negative bacteria)인 Н. pylori는 인간 위장 점막에서 발견되는데, 만성위염, 위궤양, 십이지장궤양 등의 원인이 되고, 이것이 발전되면 악성종양으로 발전되기도 한다. Н. pylori의 게놈은 현재까지 연구된 박테리아들 중 가장 변화가 심한 것으로 알려져 있다.Н. pylori의 균주는 십이지장궤양과 만성위염 환자들의 바이옵시(Biopsy)에서 추출한 것이다 (이 환자들은 모스크바와 모스크바주, 그리고 노보시비르스크 두 지역에서 선발됨). 트립신 가수분해물의 이합체 젤 전기영동과 MALDI-TOF-MS로 박테리아 프로테옴 지도를 만들었다. 이 지도에 나타난 약 500개 단백질이 이미 분석되었으며, 105개는 그 정체가 확인되었다. 프로테옴 지도에서 Н. pylori 균과 가장 많이 닮은 단백질의 위치를 평가하였으며, 그 중 몇 개는 발현정도도 평가하였다.병균연구는 프로테옴 지도에서 동일한 타입의 변화를 겪는 것들을 묶어서 진행하였는데, 총 두 그룹이 만들어졌고, 그 중 한 그룹에는 서로 다른 지방들에서 얻은 병균들이 포함되었다.(모스크바주와 노보시비르스크)프로테옴 지도에서 등전점(Isoelectric dots) 차이에 따라 다음과 같은 특징들이 확인되었다.세포단백질 샤페론(chaperone) groEL (60 kDa)트리거 팩터 trigger factor (tig)질병부위 단백질 Cag26;아데노신 삼인산(ATP)에 속해있고, 프로테이나아제와 결합하는 sub-unit헤몰리신(hemolysin)을 분비하는 전구단백질 (precursor protein)전사(transcription) 조절인자로 추정되는 물질초과산화물 불균등화 효소(superoxide dismutase)와 NADPH-flavinoxyreductase의 자유래디컬과 과산화수소(Hydrogen peroxide)를 불활성화시키는 효소들 세포벽 리포 프로테인 성분비혈청 페리틴(ferritin)발현정도에 따른 일련의 단백질들의 변화가능성이 규명되었다. 예를 들어 질병요인이 되는 단백질점 cag26(독성부위 유전자)의 경우 일부 임상분리균(clinical isolate) 지도들에서 발견되지 않았다. 지도에서 일정한 단백질점들이 부재하는 것은 단백질 발현이 억제되어서 그렇거나 또는 게놈에서 해당 유전자가 누락되었기 때문이다.
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생명과학 > 기타 단백질·탄수화물·지(방)질공학
해당 기술은 단백질 치료제를 발병부위에 정확히 안전하게 전달할 수 있는 약물전달시스템 개발기술이다. 현재 약물전달시스템 개발을 위해 소포체와 미세캡슐, 미셀 등의 다양한 폴리머, 분산폴리머들이 이용되고 있다. 입자 크기에 따라 기관과 조직에 투여하는 의약품 양이 조절된다.단백질-지질 구조는 경구와 비강으로 투여할 수 있는 약품이다.1. 미세입자와 폴리머미셀폴리머 입자들은 콩에서 추출한 BBI 프로테이나제 억제제를 ≪스테아로일 폴리 N 비닐피롤리돈≫에 주입해 만들었다. 입자의 크기는 30 나노미터이다. 폴리머입자는 의약품을 용해시킨 뒤 페하지수(pH)가 낮을 때 그 활성을 저지시킨다.2. 고분자전해질다층 캡슐화 다층 고분자전해질 미세캡슐에 단백질을 담는 것은 전하가 다른 고분자전해질을 차례로 단백질 장치에 흡착시키는 방법으로 할 수 있다. 캡슐화 과정에서 페하의 변화에 따른 단백질 활성화 능력과 고분자전해질 흡착단계 수를 조절할 수 있다.3. 다수의 지질소포로 된 약물전달장치BBI 프로테나이제 억제제와 콩지질 소포체로 구성된 아프로티닌이 개발되었다. 지질로 감싸인 약물이 위장을 통과하면 약물이 거의 피해를 입지 않는다. 그렇게 페하가 8인 소장에 도착하면 단백질-지질 구조가 분리되어 단백질이 활성화 된다.4. 실리콘 다이옥시드 나노입자와 덱스트란 폴리카프로락톤 공중합체실리콘 다이옥시드와 양친매성 덱스트란 폴리카프로락톤 공중합체가 개발되었다 (연방국립인공장기이식연구소 ≪러시아의학기술≫과 공동으로 개발). 필요한 양만큼 나노입자를 합성하는 것은 테트라에톡시실란의 가수분해로 가능하다. 덱스트란 폴리카프로락톤 공중합체에서 리보솜을 추출하는 가장 좋은 방법은 액체 추출법이다. 실리콘 다이옥시드의 표면에 약을 흡착시키는 과정은 나노입자와 흡착분자, 결합이 이루어지는 매질(medium)의 전하에 달려 있다.입자의 크기는 10~30 나노미터이고, 약물은 전체무게의 10~30%까지 가능하다. 덱스트란 폴리카프로락톤 공중합체 나노장치는 속이 빈 튼튼한 구형이고, 표면은 덱스트란 사슬로 되어 있다. 이 나노장치의 물리화학적 성질은 이를 만드는 조건에 따라 결정된다.독소루비신(항암작용을 하는 항생제)과 메트엔케팔린(단백질 진통제)을 함유한 SiO2 나노입자가 개발되었다.
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생명과학 > 나노 생물학적 센서·엑츄에이터 (R11)
미생물세포와 효소를 이용해 생물활성화합물을(탄수화물, 알코올, 방향탄화수소, 단백질, 세균세포) 검출하는 미생물 다중채널 분석기 멀티비오-01이 개발되었다. 동 기기는 다양한 화합물 분석을 위한 4개의 바이오센서로 구성된 다중채널 분석기이다. 즉 분석 목적에 따라 탐침으로 필요한 미생물이나 효소를 이용한다. 측정은 플로우모드에서 한다. 현재 제작된 분석기는 물 속에 든 2,4-dinitrofenol과 아질산염 이온을 검출하는 데 이용된다.바이오센서를 제작할 때 고도의 민감성과 선택성을 가진 미생물배양균을 이용한다.석유제품과 중금속, 방향탄화수소 같은 독성화합물 검출에 필요한 바이오센서를 개발 중에 있다. 그리고 당과 알코올 함유 여부를 판단하는 자동컨트롤 바이오센서도 개발 중에 있다. 센서 신호의 등록과 처리는 PC로 한다.동 분석기는 환경 모니토링 (하수 정화 컨트롤), 의료분야, 알코올과 알코올제품을 비롯한 식품산업, 바이오테크놀로지, 농업분야 등에 이용할 수 있다.
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생명과학 > 나노 생물학적 센서·엑츄에이터 (R11)
"분자는 일정한 조건에서 비정상적 광학 활성도를 가지고 액정 디스퍼스를 형성한다. 이중나선구조 DNA는 다양한 생물활성화합물과 상호작용을 하여 광학적 특성이 크게 다른 화합물들을 만들 수 있다. 그리고 이 화합물들의 광학적 특성은 화합물농도에 따라 달라진다. 해당 기술은 액정디스퍼스입자들의 공간에 고정된 DNA 나노분자들을 가지고 바이오센서를 제조하는 신기술이다.DNA는 나노브리지로 결합되었는데, 나노브리지는 Cu2+ 이온과 다우노루비신(daunorubicin) 분자들이 교대로 엮어진 것이다. 한편 생물활성화합물로 인해 브리지구조가 파괴될 때 일반적으로 DNA 나노구조가 갖는 비정상적 신호가 원편광이색성(또는 '원편광양색성' = circulardichroism) 프리즘에서 사라지는데, 이는 다우노루비신 발색단(chromophore)을 흡수하는 영역에서 일어난다(λmax.~550 nm). 그렇기 때문에 생물활성화합물의 존재여부와 그 정도를 파악하고자 할 때 DNA 나노입자들을 액정 바이오센서로 이용할 수 있다. DNA 나노입자의 점차적 침전을 감소시키는 등 바이오센서의 안정성을 높이기 위해, DNA 입자들을 물리화학적 성질을 파괴하지 않는 침투성 투명 하이드로젤에 고정시킨다. 빛이 수직으로 포어들을 가진 마이크로판을 지나는 중크롬산염적정법(dichrometry)이 개발, 제작되었다. 마이크로판 포어들에는 반사판을 가진 바이오센서 샘플들이 담긴다. 광학바이오센서의 장점:고감도, 선택적 작용분석시간과 비용 절약크기가 크지 않음한 바이오센서로 종류와 수가 다양한 화합물 검출 전문인력이 아니라도 이용 가능같은 작동 원리를 가진 동일한 센서가 아직 출시되지 않았음. "
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생명과학 > 나노 생물학적 센서·엑츄에이터 (R11)
환경컨트롤장치≪Biotox 10m≫은 모스크바국립대학교 생물학부 미생물학과에서 개발한 초고감도 미생물센서 ≪Ecolum≫을 이용한 환경통제기술을 기초로 만들었다. 센서의 요점은 다양한 독성물질 프로브의 바이오발광 강도를 변화시킬 수 있다는 데 있다.≪Biotox≫는 바이오센서 ≪Ecolum≫이 양극 펄스모드에서 작동하는 광전자 증배관으로 약한 빛의 흐름을 파악, 기록하는 것을 이용한다. 이 방법은 혼합물에 독성물질이 존재할 때, 발광박테리아가 루시페라아제 효소 활성, 즉 바이오발광 강도를 담당하는 효소활성을 비롯한 생리생화학적 기능을 변하게 하고, 또 고등동물에게서 볼 수 있는 화학, 생물학적 요소들의 작용에 반응하는 것을 이용하였다.독성평가는 독성화합물이 든 프로브에서 박테리아 바이오발광의 강도가 기준치와 비교하여 얼마나 변화는가를 통해 판단한다.새로운 생화학센서와 현대 전자장치의 결합은 다양한 프로브들에서 고도의 정확도를 가지고 실수 없이 독성화합물의 양과 혼합물의 양을 파악할 수 있도록 해준다.≪Biotox 10m≫은 모노블록으로 되어 있으며, 앞 부분에 작동버튼, 발광다이오드 스위치온 인디케이터 (light-emitting diode indicator), 16개 버튼이 있는 컨트롤 패널, 액정디스플레이가 있다. 블록의 앞 왼쪽에는 플래스크 룸이 있고, 오른쪽에는 어댑터 또는 어큐뮬레이터를 꽂을 수 있는 소켓이 있다.
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생명과학 > 나노 바이오 소재 (R11)
러시아 최초로 CdTe나 CdSe 를 가지고 나노입자, 즉 ≪양자점 (Quantum dots)≫을 제조하는 기술이 개발되었다.양자점들(Quantum dots)은 Cd, Se, Hg, Pb, In 등 다양한 합금으로 만든 직경이 약 3nm인 반도체 나노입자를 말하는데, 가시광선역에서 발광한다. 양자점들은 세포나 조직 같은 생체시료를 연구할 때 유기염료와 형광표시한 단백질 등을 대신할 수 있는 물질로 널리 이용된다. 표면이 각각 CdS와 ZnS로 안정된 CdTe 또는 CdSe를 이용해 만든 나노입자들이 이미 연구되었다. 입자들은 가시광선역과 근적외선역에서 수 많은 가는 형광선들을 나타낸다. 그렇기 때문에 최근 이를 형광표시로 바이오메디신에 응용할 수 있는 가능성이 적극 연구되고 있는데 한편 독성이 있기 때문에 의료용으로는 아직 이용되지 못하고 있다.최근 카드뮴 대신 실리콘을 이용한 나노입자가 제조되었다. 실리콘은 마이크로일렉트로닉스에서 널리 이용되는 관성소재이다. 크기가 10nm인 실리콘 나노입자들은 적색-오렌지색 부분에서 발광하는데, 그 위치는 CdTe나 CdSe와 마찬가지로 입자크기에 달려 있다. 나노입자는 레이저 열분해로 만든다.나노입자를 흐름반응기에서 합성시키는데, 실린더 모양을 한 아르곤플루로 둘러싸인 모노실란 스트림에서 한다. 노즐단면의 모노실란스트림 직경과 CO2레이저 렌즈(F=12 см)에서 나가는 연속방사선의 직경은 1 mm이다. 아르곤 스트림을 만드는 노즐 직경은 4mm이다. 실리콘 가루는 여과블록에서 모은다.대형입자를 제거하기 위해 샘플을 원심분리 시킨다. 그리고 나노입자들의 입단화 (aggregation)를 방지하기 위해 초음파 처리한 뒤 바이오폴리머로 코팅한다.제조된 실리콘 나노입자들에 생긴 발광라인의 반굵기가 기존 양자점들에 비해 크지만, 카드뮴 나노입자보다 실리콘 나노입자가 의료와 생물학에 이용될 가능성이 더 크다.실험실에서 실험이 완료되었고, 나노소재 샘플의 발광특성이 연구되었다. 액체바이오와 실험용 동물에서 시험을 완료하였다.
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- 2009-03-27
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생명과학 > 나노 생물학적 센서·엑츄에이터 (R11)
□ 기술개요본 제품 마이크로캔틸레버 생화학분석기 ≪원자저울 - 바이오스캔≫은 액체와 가스 혼합물에 든 물질들을 선택적으로 검출, 분석할 때 이용할 수 있다.≪원자저울-바이오스캔≫의 키포인트는 특수수용체로 코팅한 마이크로콘솔 캔틸레버이다. 분석대상 물질이 수용체층을 가진 콘솔의 한쪽 부분과 선택적으로 반응하면 수용박막의 표면장력이 변화하게 된다.다른 센서와 구분되는 캔틸레버 분석기의 특징은 비특이 결합에 대한 내성이 크다는 점이다. 이는 주로 비특이 결합의 에너지가 낮기 때문이고, 또 그 덕분에 수용박막 표면장력 변화에 영향을 적게 미치기 때문이다. 콘솔 양면의 표면장력의 차이로 인해 콘솔에 변형이 일어난다. 캔틸레버의 변형정도는 정밀 레이저광학시스템으로 측정한다.□ 기술의 장점- 여러 분석단계를 거칠 필요없이 단 한 번으로 충분하며 분석시간도 몇 분 정도밖에 걸리지 않음.- 액체와 가스매질에서 검출하고자 하는 물질을 다양한 특성에 따라 분석할 수 있음.- 꾸준한 모니토링이 가능함.- 성분이 다양한 매질에서 (인간과 동물의 혈액이나 체액) 검출대상 물질의 결합만 구분해내는 능력이 있음.
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- 2009-03-27
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일반기술
생명과학 > 나노 생물학적 센서·엑츄에이터 (R11)
해당 개발품은 날숨 분석을 위한 비침습적(NONINVASIVE) 광열분자 바이오센서이다.동 바이오센서는 사람이 내쉬는 숨 속에 든 기체분자들을 고감도 스펙트럼 분석하는데, 이는 의료와 진단이 목적이며, 광열분자분광계를 이용한다.동 바이오센서를 이용해 환자의 날숨을 분석해 질병여부와 그 진행정도를 효과적으로 진단하고, 최적의 예방법과 치료법을 선택할 수 있다.가스시료(날숨) 분석에 이용되는 비침습적 진단장비를 설명하면 다음과 같다. 먼저 가스 혼합물 흡수가 가능한 파장으로 펄스레이저가 날숨을 통과하게 만든다. 이때 일부 라디에이션이 흡수되면서 열로 전환된다. 그러면 가스시료에 굴절율을 갖는 섹션이 생기는데, 이 섹션에서 리딩빔(reading beam)이 주기적으로 본래 경로를 벗어나게 된다. 그 벗어난 정도를 기록함으로써 혼합물 농도에 대한 정보를 얻게 된다.이 진단법은 in vitro 실험을 통해 민감도와 정확도에서 물리원칙들을 이용해 만든 다른 진단장비들에 뒤지지 않음이 확인되었다.이 바이오센서는 날숨에 든 개별 가스들의 농도를 측정할 때 고도의 민감성과 정확도를 보장한다 (10-10~10-11 ppb). 그렇기 때문에 이 장비를 향후 의료와 질병 진단 등에 널리 이용할 수 있다.
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- 등록일
- 2009-03-27
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생명과학 > 단백질 기능분석 기술
막단백질은 세포막중에 존재하여 면역 반응이나 세포 내외의 물질을 수송 및 배출하는데 중요한 역할을 하기 때문에 각종 막단백질의 기능이나 특성을 해명하는 것은 차세대의 치료나 새로운 약제 개발에 중요한 과제가 되고 있다. 지금까지 이온 채널이나 막단백질 분석을 위한 평면 지방질막 제작의 대표적인 방법으로는 평면막법인 LB법이 주로 사용되었는데 이 방법의 경우 버퍼를 채운 챔버 내에 수백 미크론의 작은 구멍을 낸 테플론시트 등에 지방질 이중막을 형성하는 방법이기 때문에 일정 크기의 챔버가 필요하며 데드 볼륨이 커 현미경 관찰이 불가능한 실정이다. 이에 해당 기술은 이러한 문제점을 해결하기 위해 기판과 기판상에 마이크로 유로를 형성하고 이 마이크로 유로상에 깔때기 모양의 구멍과 미세한 구멍이 연결되도록 하였다. 그리고 깔때기 모양의 구멍을 단위로 하여 형성된 챔버와 챔버내에 압력 조절장치를 만들어 미세한 구멍을 여러 개 배치한 후 챔버 측과 마이크로 유로 측에 각각 배치된 마이크로 전극과 이 마이크로 전극에 접속되는 패치클램프 증폭기를 구비하여 지방질 이중막의 막전류를 측정가능하도록 하였다.
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- 한국기술벤처재단
- 등록일
- 2009-03-31
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생명과학 > 기타 단백질·탄수화물·지(방)질공학
해당 기술에서는 전자현미경에 의한 입자경에 대하여 단경이 0.01㎛ 이하, 장경이 0.05㎛ 이상의 초미세 연쇄상 교질 탄산칼슘의 제조방법을 제공한다.해당 기술에 따르면 석회유 현탁액에 탄산칼슘을 도입하여, 교질탄산칼슘을 제조하는 Ca(OH)2-CO2 가스탄산화법에 관하여 탄산화 반응직전의 Ca(OH)2 현탁액에 MgSO4를 첨가함과 동시에 탄산가스를 도입하고, ZnSO4 또는 H2SO4를 더 첨가하여 탄산화반응을 종료시킴으로서, 단경이 초미세한 연쇄상을 이루는 분산성이 용이한 교질 탄산칼슘을 얻는 제조방법으로서, 탄산화반응의 직전에 MgSO4를 0.01∼0.03몰/1몰 Ca(OH)2 첨가한후, 탄산가스를 도입함과 동시에 ZnSO4 를 단독 또는 ZnSO4 와 H2SO4를 혼합하여 0.02∼0.15몰/1몰 Ca(OH)2 첨가함으로서 Ca 및 CO3 이온이 현탁액중에 급증한 상태에서 탄산화 반응이 행해지기 때문이든가, 생성된CaCO3의 단경이 초미세하고 Zn 또는 Mg 화합물을 중간연결체로 한 장경이 0.05㎛ 이상인 연쇄상입자를 얻을 수가 있는 것이다. 이 생성물은 서로의 응집성이 극히 적고 분산성이 양호하기 때문에, 통상 교질 탄산칼슘에는 필요불가결하다고 여겨지는 응집방지용 표면처리가 필요없고, 현저한 성능을 발휘할 수 있는 것이다.
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- (재)광주테크노파크
- 등록일
- 2009-04-28
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일반기술
생명과학 > 기타 단백질·탄수화물·지(방)질공학
전자현미경법에 의한 평균입자경(이하, 전현입경이라 칭함)이 0.04㎛을 초과하고 0.08㎛미만인 임의의 균일입자에 의하여 구성되고, 응집성이 거의 없고 요구되는 용도별의 기능성을 현저히 발휘할 수 있는 입경별 교질탄산칼슘의 제조법을 제공한다.석회유 현탁액에 설탕 기타의 Ca이온 농도를 증대시키는 첨가제를 가한후, 탄산가스를 도입함으로써, 전현입경이 0.04㎛인 교질탄산칼슘을 얻는다.이 현탁액에 1가 또는 2가의 양이온으로 이루어지는 수산화물을 첨가하고, 40∼95℃로 가온하면서, 레이놀즈수가 100∼5,000이 되는 교반을 계속함으로써, 0.04㎛의 입자가 숙성되어, 한변이 +0.005㎛씩 크게된 입자, 즉, 0.045, 0.050부터 0.075㎛까지의 원하는 입방형 교질탄산칼슘을 얻는 것이다.
- 보유기관
- (재)광주테크노파크
- 등록일
- 2009-04-28
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일반기술
생명과학 > 기타 단백질·탄수화물·지(방)질공학
● 해당 기술은 넙치 껍질 유래의 젤라틴 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 넙치 껍질로부터 겔강도가 높은 젤라틴을 용이하게 제조하는 방법과 이로부터 얻어진 물리적 특성이 우수한 젤라틴에 관한 것이다. 제주도 넙치 양식 산업은 감귤산업 다음으로 도내 경제에 중요한 역할을 담당하고 있으나, 최근 양식넙치 생산량의 계속적인 증가와 내수 부진 등으로 출하가격이 생산원가에도 미치지 못하여 양식어가의 경영악화는 계속해서 반복되고 있는 실정이다. 이러한 일면에서 제주해수어류양식수협은 현재 직면한 넙치 양식산업의 어려움을 타개하기 위한 한 방안으로 비규격 넙치 (400 g 이하)의 유통을 억제시켜 활어 넙치의 출하가격 안정화를 모색함과 동시에 빠른 시일 내 비규격 넙치의 고부가 활용을 위하여 정부지원으로 제주대와 공동으로 넙치 조미포 및 연제품 등과 같은 고차 수산가공식품의 개발을 위한 일련의 연구를 진행 중에 있다. 넙치 가공을 위한 수산가공공장이 설립되면 하루 10톤 (약 3,500톤/년) 이상의 비규격 넙치가 원료로 사용될 것으로 추정하고 있으며, 가공폐기물로 볼 수 있는 넙치껍질 (전어체 대비 약 10%)은 연간 350톤 이상 발생하여 환경오염을 야기할 수 있으므로 넙치껍질에 대한 유효 활용 대책수립이 필요한 시점이다. 한편 젤라틴은 현재 의약용 (캡슐, 수술용 실), 화장품용 (샴퓨, 보습제, 립스틱 등), 식품용 (요쿠르트 안정제, 기능성 음료, 젤리 등) 및 기타 공업용 (사진 필름, 인화제, 도료, 접착제 등)으로 광범위하게 이용되고 있는 고분자 유도단백질이며, 국내 상용화 젤라틴 추출소재로는 소껍질이 주로 이용되고 있고, 일부 돼지껍질 (젤라틴 원료의 약 10%)이 사용되고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 최근, 광우병 파동과 구제역, 돼지 콜레라, O-157 대장균, 조류 독감 등과 같은 육상동물 원료의 위생 안전성에 대한 소비자의 우려와 종교상 축산물을 섭취하지 않은 국가에서는 축산물 유래 젤라틴의 사용을 꺼리고 있어 어류껍질로부터 젤라틴의 상용화 공정 개발과 의약 및 화장품 산업에의 고부가 응용기술 개발이 이루어지고 있다. 그 일예로, 영국 특허 제 235,645호에는 해양 유래의 부산물로부터 어교(fish glues) 젤라틴, 식품의 제조에 관하여 기재되어 있는데, 주로 알칼리로 이들 부산물을 처리하고 그 후 아황산으로 처리하며, 물로 수세하여 생선 냄새의 원인이 되는 휘발성 염기를 제거하였다. 그러나 여기에서는 사용된 부산물, 수득된 젤라틴의 추출 조건 또는 그 특징을 상세히 기재하지 않고 있다. 미국 특허 제 5,484,888호에는 어류껍질, 예를 들어 비늘과 지느러미를 가진 어류의 껍질로부터 젤라틴을 제조하는 공정에 관하여 기재되어 있는데, 상기 특허에 기술된 공정의 단계는 전체적으로 알칼리 배지에서 수행되고 제 1단계는 3∼60일 동안 알칼리 용액에 어류껍질을 침적시키는 것을 포함한다. 추출은 또한 알칼리 pH 바람직하기로는 pH 10 그리고 45∼55℃의 온도에서 수행되며 마지막으로 상기 특허에서 참치 껍질은 젤라틴의 제조에 적당하지 않은 것으로 고려되는데 이는 이를 끓이는 예비처리를 해야만 하기 때문이다. 한편 미국 특허 제 6,386,656호와 유럽 특허 제 1 016 347 B1호에는 어류껍질만을 젤라틴 원료로 사용하고 있으며 어류껍질을 수세하여, 산으로 처리 및 산성 pH(추출 pH 5 이하)에서 고온추출(55℃∼75℃) 단계를 거치며, 원료의 냄새 제거를 위해 산화제를 사용하는 것을 포함한다. 그러나 이러한 원료 처리 및 추출 조건 하에서는 젤라틴의 품질에 한계가 있어 젤라틴의 점도값이 낮거나 강도값이 낮아 (강도값 : 270Bloom이하 / 점도값 : 45mps이하) 하드캡슐 제조용으로 사용시 강도값과 점도값의 균형이 맞지 않아 사용시 캡슐의 품질저하 등의 문제점에 노출 될 수 있다. 그리고 대한민국 특허공개 제2003-69951호에는 틸라피아(Tilapia) 등 건조된 어류 비늘을 원료로 하여 듀얼소킹(Dual Soaking) 즉 알칼리처리 후 산처리의 전처리 공정을 거쳐 pH 5.0∼6.5 범위에서 저온추출(45∼55℃)을 함으로써 젤라틴 하드 캡슐에 사용될 수 있는 고강도, 고점도의 어류 젤라틴 제품의 제조방법에 대해 기재되어 있다. 여기서 얻어진 어류 젤라틴 제품의 경우 전량 수입에 의존하고 있는 틸라피아 유래의 것으로, 겔 강도가 295Bloom, 점도값 48mps 정도를 나타내었다. 또한 알칼리 처리에 적어도 36시간 이상이 소요되고 산 처리에도 적어도 24시간이 소요되며, 추출 시간도 8시간 이상이 소요되어 전체적으로 공정시간이 긴 문제가 있다. 해당 기술은 넙치(Paralichthys olivaceus) 껍질로부터 소정의 알칼리 및 산 처리를 통한 전처리 및 추출 공정을 통해 얻어진 고 겔강도의 젤라틴을 제공하고자 한다. 또한 해당 기술은 넙치 껍질로부터 알칼리 및 산 병행처리 공정을 포함한 전체 공정이 1-2일 정도로 신속하게 이루어짐으로써 공정기일을 획기적으로 단축시킨 젤라틴의 제조방법을 제공하고자 한다. ●해당 기술에 따르면 선어회 (싱싱회) 가공 부산물인 넙치 껍질로부터 품질이 우수한 젤라틴의 제조를 위하여 반응표면분석법 (RSM)으로 최적 추출조건을 설정하였으며, 아울러 구명한 최적 추출조건에서 제조한 넙치 껍질 젤라틴의 품질 특성에 대하여 살펴보았다. 실험 설계한 중심 합성 계획에 따라 17개의 시료를 제조한 다음 반응표면분석법으로 구명한 수율 및 겔강도의 최적 회귀방정식은 수율 (%) = 14.1059 + 0.0253X1 + 0.1504X2 - 0.1338X3 - 1.6465X12 - 1.0808X22 - 0.4798X32 - 0.0625X1X2 + 0.4125X1X3 - 1.0125X2X3 및 겔 강도 (g·cm) = 362.607 + 14.786X1 + 4.248X2 - 3.208X3 - 62.834X12 - 68.583X22 - 34.216X32 - 5.001X1X2 - 6.134X1X3 - 20.214X2X3으로 규명되었다. 이 두 회귀방정식으로부터 산출한 젤라틴의 수율 및 겔강도의 최적 조건은 수산화칼슘 농도의 경우 0.22~1.78 M, 특히 1.00 M, 아세트산 농도의 경우 0.10~0.98 M, 특히 0.49 M, 추출온도의 경우 40~80℃, 특히 60℃ 및 추출시간의 경우 2 내지 3시간으로 결정되었다. 최적조건에서 추출한 젤라틴의 수분, 단백질 함량 및 회분함량은 각각 0.4%, 99.0% 및 0.3%이었고, 겔강도 및 투과도의 경우 각각 362.0 g·cm 및 98.3% 이었으며, 생균수 및 대장균군의 경우 검출되지 않았다. 이와 같이 얻어진 고강도의 젤라틴은 하드캡슐 제조 등에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 보유기관
- 한국해양수산기술진흥원
- 등록일
- 2009-05-07
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일반기술
생명과학 > 유전자 재조합 기술
● 내열성 DNA 중합효소로 처음 특성이 밝혀진 Taq DNA 중합효소는 써머스 아쿠아티쿠스(Thermus aquaticus, Taq.)로부터 분리되었고 이후 많은 써머스 속 세균으로부터 Tfl 중합효소, Tth 중합효소, Tca 중합효소, Tfi 중합효소, Top 중합효소 등이 분리되어 PCR에 적용 ● 역전사 활성에 있어서는 대장균의 Pol Ⅰ이 이런 활성을 가지는 것으로 오래전부터 알려져 왔지만, PCR의 출현 후 Taq 중합효소의 역전사 활성을 이용하여 mRNA로부터 한번에 PCR까지 수행하는 방법이 보고되었지만 증폭에는 다량(1-5 ㎍)의 RNA가 필요하거나 소량의 RNA를 검출하기 위해서는 노던 혼성화(Northern hybridization)가 필요하였기 때문에 실용적이지 않음 ● 기존기술에 뉴클레오타이드 증폭 방법과 달리, DNA 중합효소의 역전사 활성을 이용하여 mRNA로부터 한 번에 뉴클레오타이드를 증폭할 수 있으며, 다량의 RNA를 필요로 하지 않는 경제적인 호열성 DNA 중합효소를 발굴하고자 한 노력의 일환으로 온천수에서 분리한 호열성 써머스 써머필러스 HJ6(Thermus thermophilus HJ6) 균주로부터 상기의 활성을 갖는 DNA 중합효소 유전자를 클로닝하고 염기서열을 확인하였으며, 이를 이용하여 뉴클레오타이드 증폭 및 역전사활성을 분석함으로써 해당 기술을 완성함 ● 해당 기술은 신규한 아미노산 서열로 이루어진 Tod DNA 중합효소 및 이를 코딩하는 핵산 분자에 관한 것으로 해당 기술의 Tod DNA 중합효소를 이용하면 RNA를 주형으로 역전사 단계 및 cDNA 증폭 단계가 하나의 효소를 이용하여 진행될 수 있으며, 다량의 RNA를 이용하지 않고도 신속하고 경제적으로 뉴클레오타이드를 증폭할 수 있음● 유전자 증폭용 DNA 중합효소는 세계시장이 4천억원 규모로 수입대체효과 및 내수, 수출 등으로 고부가가치 창출 기대● 내열성 DNA polymerase의 DNA 중합반응 및 역전사 반응을 이용하여 PCR 및 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)에 활용 → 내열성 DNA polymerase의 대량생산을 통하여 PCR 효소의 저비용 생산 및 상품 다양성 추구 ● Single tube RT-PCR용 내열성 중합효소(Tod polymerase)로 상업화 가능
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- 한국해양수산기술진흥원
- 등록일
- 2009-05-07
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일반기술
생명과학 > 기타 생명과학
해당 기술은 혼성화 반응(hybridization reaction) 및 효소면역분석법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)을 이용한 병원성 미생물의 무증폭 다중 정량 검출킷트 및 이를 이용하여 병원성 미생물을 정량적으로 검출하는 방법에 관한 것으로 낚시탐침이 고정된 혼성화 모듈, 태그가 표지된 보고탐침, 표준시료, 혼성화 완충용액, 세척용액, 변성용액, 중화용액, 항체 희석용액, 효소연결 항-태그 항체 및 상기 효소의 기질용액을 포함하고, 유전물질을 정제하거나 증폭하지 않고도 혼성화 반응 및 ELISA의 조합에 의해 병원성 미생물을 정량적으로 검출하고 정확하게 진단할 수 있는 킷트를 제공한다.해당 기술의 병원성 미생물의 무증폭 다중 정량 검출 킷트 및 진단 방법은 1) 특정 병원성 미생물이 가지는 종 특이적 유전자의 염기서열을 검출하는 기술이므로 DNA 또는 RNA 유전체를 가진 모든 바이러스, 세균, 단세포 생물을 포함한 병원성 생물을 진단할 수 있다. 2)복수의 탐침을 사용하여 진단의 정확도와 검출 감도를 향상시킬 수 있으며 3)효소면역법을 사용하여 검출하므로 효소의 기질을 바꾸면 발색, 발광, 형광 등 다양한 검출방법을 사용할 수 있다. 4) 표본을 정제 또는 PCR증폭하지 않고 반응 없이 시료를 검사하므로 검사시간을 단축하고 인공적 조작실수를 줄일 수 있다. 5) 모듈형 진단키트를 조합하여 사용하면 여러 종류의 병원성 미생물을 동시 다중으로 진단할 수 있으며 6) 진단 모듈을 반복해서 사용할 수 있으므로 검사비용을 획기적으로 낮출 수 있다.-특정 병원체를 정확하게 진단하고 이에 맞는 치료법을 개발하는 기술은 양식, 축산, 원예분야를 포함하여 사람의 질병관리 등 우리 삶의 모든 분야에서 수요가 확대되고 있다. 효율적이고 저렴한 유전자 진단기술은 새로운 시장을 창출할 수 있고 따라서 현시점에서 시장규모를 확정하는 것은 매우 어려우나 향후의 시장은 그 규모를 짐작하기 어려울 것으로 판단된다.
- 보유기관
- 한국해양수산기술진흥원
- 등록일
- 2009-05-07
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일반기술
생명과학 > 기타 생명과학
□ 원리 및 구성 1. 원리: 해당 기술은 표면 플라즈몬 공명 (SPR: Surface Plasmon Resonance) 센싱 방법에 관한 것으로, 넓은 입사각 범위를 확보하면서 각도 분해와 파장 분해 정보를 동시에 얻을 수 있는 SPR 센싱 방법을 제공한다. 2. 구성 1) 제 1측면: 광원부, 광여기용 광학부, 프리즘, 수광용 광학부, 이미지 광검출부 2) 제 2측면: 각도 분해와 파장 분해가 된 2차원 SRP 이미지를 얻는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센싱 시스템 3) 제 3측면 : 각도 분해와 공간 분해가 된 2차원 SRP 이미지를 얻는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센싱 시스템 4) 제 4측면 : 각도 분해 정보와 파장 분해 정보, 및 공간적인 이미지 정보를 동시에 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명 센싱 시스템 □ 기술적 배경 1970년대에 박막의 특성 분석과 금속 계면에서 변화를 관측하기 위한 표면 플라즈몬 공명의 가능성이 입증되었고, 1982년 Nylander과 Liedberg에 의해서 가스 검출과 바이오센서로서 SPR이 이용되었다. □ 기존기술 SPR 현상을 측정하는 방식은 각도 분해형 SPR 시스템과 파장 분해형 SPR 시스템이 주로 사용되고 있다. 각도 분해형 SPR 시스템은 각도 조절을 위해 시스템을 움직여야 하는 단점이 있으며 파장 분해형 SPR 시스템은 각도분해 SPR에 비해 낮은 감도를 가지고 있다. 따라서, 고가의 기계적인 장치를 필요로 하므로 제작비가 고가인 문제점이 있고, 휴대가 쉽지 않으며, 측정 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. *중요성 및 독창성 시스템을 움직이지 않거나 또는 단순한 전환 방식으로 넓은 입사각 범위를 확보할 수 있다는 점에서 독창성이 있다. □ 적용제품 및 경쟁제품 신약개발, small molecule 검출, ligand fishing, binding specificity, proteomics 등의 연구에 활발하게 응용된다. □ 기술의 특/장점1. 각도 분해와 파장 분해 정보를 동시에 얻을 수 있다. 시스템을 전혀 움직이지 않거나 또는 단순한 전환방식으로 넓은 입사각을 확보함으로써 굴절률 차이가 큰 물질들의 SPR 분산 특성 이미지를 실시간으로 동시에 검출할 수 있다. 2. 시스템을 고정시킨 상태에서 각도 분해와 파장 분해 SPR 정보를 한꺼번에 측정할 수 있다. 3. 단순화된 저가의 SPR 검출방법을 제공할 수 있게 되고, 측정 시간을 단축하며 기계적인 오류를 제거한 센싱 방법을 제공하게 된다. 따라서, 복수의 물질에 대해서도 실시간으로 정확한 SPR 검출이 가능하다. 4. 각도 분해 및 파장 분해 정보를 얻으면서도 공간적인 SPR 신호 정보를 얻을 수 있어 실시간 SPR 이미징으로 다수의 반응 물질을 실시간으로 검출할 수 있다.
- 보유기관
- 충북대학교
- 등록일
- 2009-06-03
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일반기술
생명과학 > 식물자원
해당 기술은 대나무 잎 발효액 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대나무잎을 채취하여 현미나 콩과 같은 배지원료를 가공처리한후 혼합 증식하고 발효탱크내에서 숙성 및 발효과정을 거쳐 제조되는 발효수 제조방법에 관한 것이다.해당 기술의 목적은 배지원료를 가공하여 미생물 균을 접종하여 소정 가공절차를 거치고 대나무 잎과 함께 발효 탱크 내로투입하여 적정 온도 및 공기조건이 주어지면 증식 및 발효과정을 진행토록 하여 제조된 발효액을 이용 수질이나 토질개선및 사료첨가제 등으로 활용될 수 있으며 인체 건강에 유익한 건강식품재료로 사용될 수 있도록 함에 있다.해당 기술의 효과는 대나무 발효액은 자연 상태에 존재하는 곰팡이 등의 미생물을 발효시켜 제조한 것이므로인체에 해가 없고, 다양한 기능성을 나타낸다. 따라서, 해당 기술의 대나무 발효액은 잡균의 서식을 억제하는 기능을 함으로써 가축 및 어류 양식과 같이 환경오염의 영향을 크게 받는 양식, 축산 분야에서 사용될 수 있으며, 상기 발효액은 인체의신진 대사를 활성화시키고, 위장관의 상태를 개선시키는 기능을 나타내므로 숙취해소제 등으로도 사용할 수 있다.
- 보유기관
- (재)전남테크노파크
- 등록일
- 2009-06-03
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일반기술
생명과학 > 기타 생명과학
해당 기술은아라비돕시스 탈리아나(Arabidopsis thaliana)에서 추출된 열-안정성 항균 활성 단백질을 함유하는 항균제제에 관한 것으로, 서열번호: 1의 아미노산 서열을 지니는 열-안정성 항균 활성 단백질(AtHS1)을 유효성분으로 함유하는 항균제제는 식물 병원성 진균 및 식물 병원성 박테리아인 에스케리키아 콜리(Escherichia coli), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)에 대한 항균 활성을 지닌다.
- 보유기관
- 경상대학교
- 등록일
- 2009-06-23
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일반기술
생명과학 > 기타 유전자 공학
해당 기술은 바이러스 전달효과를 갖는 프로테오리포솜에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로아포리포단백질 A-Ⅰ 또는 이의 변이체를 포함하는 바이러스 전달용 프로테오리포솜(proteoliposome)과, 세포의 치료에 활용 가능한 유전자 전달체에 관한 것이다.해당 기술의 기술자들은 기존의 치료용 바이러스 전달 혹은 유전자 기술이 바이러스 <5> 입자 상태 그대로 정맥 혹은 피하 주사하여 전달효율이 낮을 뿐만 아니라, 과다 투여에 의한 독성 및 표적 장기 이외의 비특이적 전달에 따른 안정성에 문제가 있어 이를 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 프로아포리포단백질 A-I(Wildtype-proapoAI) 혹은 그 변이체 단백질(V156K-proapoA-I)로 프로테오리포솜을 형성시켜 아데노바이러스 용해도와 안정성을 극대화시킴으로써 해당 기술을 완성하게 되었다.따라서, 해당 기술의 목적은 기존 기술의 유전자 치료제 전달 방법을 개선하여, 전달효율이 높은 인지질 프로테오리포솜 막 내에 바이러스를 포집하여 전달함으로써 치료효과를 최대화하는데 있다.상기 과제를 해결하기 위해, wildtype-프로아포리포단백질 A-I(WT-proapoA-I) 혹은 그 변이체 단백질(V156KproapoA-I)로 프로테오리포솜을 형성시켜 아데노바이러스 용해도와 안정성을 극대화시켰다.즉, 해당 기술은인지질, 콜레스테롤과 단백질을 포함하여 이루어진 프로테오리포솜에 있어서, 상기 단백질이 프로아포리포단백질 A-Ⅰ[서열번호 1] 또는 이의 변이체인 프로테오리포솜(proteoliposome)을 그 특징으로 한다.또한, 해당 기술은상기 프로테오리포솜에 바이러스가 포함된 유전자 전달체를 또 다른 특징으로 한다.상술한 바와 같이, 해당 기술에 따른 프로테오리포솜은 적은 양의 투여로도 높은 효율의 유전자 전달을 가능케 하여, 아데노바이러스 치료의 가장 큰 걸림돌인 면역 반응 유도와 독성 유발을 극복하고, 바이러스의 안정성이 개선되어 유전자 형질도입율이 낮은 종양세포 및 아데노바이러스 처리에 매우 민감한 독성을 보이는 세포의 치료에 활용될 수 있다.
- 보유기관
- 포항기술이전센터
- 등록일
- 2009-07-09
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일반기술
생명과학 > 기타 유전자 공학
해당 기술은 골수 등의 다양한 줄기세포(bone marrow and other stem cell)와 성장 호르몬(<9> growth hormone) 등을 인체로부터 수집(collection)하거나 인체에 주입(delivery)하기 위한 관체(perforated tubular) 형태 혹은 흡입관(pipette) 형태의 운반체(carrier)에 관한 것이다.주지된 바와 같이 척추 유합술이나 골절 치료에서 자가골 채취에 따른 문제점을 해결하면서 성공적인 유합을 추구하기 위하여 골형성단백질(bmp) 등의 골유도물질이나, 골기질(demineralized bone matrix), 골세포 및 각종성장인자(growth factor) 등을 뼈 등에 이식하는 수단으로 히드록시아파타이트(HA; hydroxy apatite) 등과 같은 다양한 바이오세라믹(biioceramic)의 이용한 주입이 최근에 증가하고 있다.상기와 같은 치료에 있어 현재 가장 효과적인 것이 골유도물질로 알려져 있지만, 어떠한 운반체를 이용하는 것이 가장 효과적인가에 대해서는 다양한 의견이 있는데, 현재로서는 제1형 콜라겐(Type 1 collagen)과 히드록시아파타이트(HA) 등의 바이오세라믹 복합체가 효과적인 운반체로 알려져 있다.해당 기술은 의료용 세라믹을 이용하여 관체형 <15> 또는 흡입관 형태이면서 측면에 다수 개의 통공을 형성한 운반체를 제공하려는 것으로서, 기존에 비하여 세포 및 호르몬의 탑재 및 운반이 용이하고 강도도 우수하여 수술시 삽입을 위한 조작이 용이하며, 수술 후에도 안정되게 고정할 수 있는 운반체의 기술을 목적으로 하는 것이다.해당 기술의 운반체에 의하면 기존기술의 운반체들에 비하여 충분한 통공과 기계적 강도를 동시에 충족하는 장점이 있으며, 그에 따라 신생혈관 및 골형성 세포가 운반체의 깊숙한 부분까지 쉽게 성장 및 형성될 수가 있고 또 간단한 기구를 이용하여 쉽게 삽입할 수 있으면서 수술시에 조작이 용이한 장점이 있는 등 척추 유합술이나 골절의 유합, 성장호르몬 주입 등 여러 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있는 유용한 기술이라 할 수 있을 것이다.
- 보유기관
- 포항기술이전센터
- 등록일
- 2009-07-09
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