단백질 분석을 위한 NMR 기술과 컴퓨터 모델링 기술
단백질 분석을 위한 NMR 분석 및 자동화 기술단백질 분석을 위한 NMR 분석을 컴퓨터 모델링화 하여 기존의 분석 방법에 비하여 이에 투입되는 비용 및 시간의 절감
- 보유기관
- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2002-05-29
산업기술 통합검색
단백질 분석을 위한 NMR 분석 및 자동화 기술단백질 분석을 위한 NMR 분석을 컴퓨터 모델링화 하여 기존의 분석 방법에 비하여 이에 투입되는 비용 및 시간의 절감
AFM 분광 기술을 이용하여 특정 분자결합의 성질 측정특정 단백질 분자 결합의 성질 및 그 결합 에너지 상태를 밝혀, 단백질의 기능 규명과 실질 응용을 위한 개발 시간을 단축
생화학 분석 방법과 자동화 시스템을 연결하여 기능성 물질 분석VHTS 기술을 이용하여 기능성 물질의 신속한 분석이 가능
정확한 분석 well 혹은 세포 배양 플라스크 plate 개발 기술분석 well 및 배양기기 등의 그 재질에 따라 분석 오차가 크나, well microplate등으로 이러한 오차의 가능성을 줄였음
살아있는 세포와 죽은 세포를 분리하여 배양일반적으로 이용되는 세포 배양기는 세포의 생장에 따른 byproduct 생산 및 죽은 세포들과의 공존으로 인하여 생존율을 지속적으로 유지시키기가 어려우나, SORVALL CENTRITECH 세포 분리 시스템을 이용하여 살아있는 세포와 죽은 세포를 분리시켜 배양함으로써 최적의 배양상태를 유지.
막을 이용하여 고농도의 세포 배양 상태를 유지하면서 생산물과 분리된 상태로 지속적으로 배양하는 기술고농도 세포 배양에서 얻어진 고농도의 생산물은 실지로 분리정제과정에서 많이 잃게 되나, 본 기술로 얻어진 생산물은 분리정제과정의 초기 단계인 여과의 과정을 생략할 수 있어 생산물의 고농도 회수를 가능케 함
종래의 의자와는 달리 등받이를 일체형으로 하지않고 등받이의 하부를 허리요입부를 편안하게 받쳐주는 아크형상의 받침판을 별도로 준비하여 부착시킨 한편 등받이를 가로로 가로지르며 탄성적으로 지지하는 지지축을 중심으로 등받이의 상하 부분이 서로 반대 방향으로 연동되게하여 등받이에 등을 기댈 때 등받이의 상부가 뒤로 뉘어짐과 동시에 허리받침판이 자연스럽게 허리를 받쳐 주는 것과 또 지지축이 양측의 팔걸이 속에 삽입,지지되고 노브에 의해 간단히 고정 및 해제되게 함으로써 등받이의 전후 위치를 간단히 조절 가능하게하여 사용자의 키와 체형 및 착석습관에 따라 편리하게 사용할 수잇음.일반적으로 의자에 착석시 엉덩이를 의자의 뒤 쪽 끝 부분에 완전히 밀착시지 않으므로써 등과 등받이 사이에 간격이 생겨 자연스럽게 등이 휘어지게 되는 바 이를 경우에도 등받이의 움직에 연동하여 허리받침판이 자연스럽게 작동하여 편안함 및 바른 착석 자세 유지를 제공할 수있음.
바닷물에서 김을 양식할 경우, 수질오염과 적조현상으로 인한 폐해가 심해 수확이 불일정한 점을 고려, 바닷물을 관개시설로 조달하여 내륙연못에서 수질관리하면서 청정상태에서 김양식하는 기술김양식 물의 오염방지와 영양상태 조절을 통한 양질의 김을 안정적으로 생산할 수 있음.
본 기술은 자연 상태의 감자종 또는 이배체의 감자종인 즉 Solanum bulbocastanum으로부터 분리된 DNA를 이용하여 감자 박테리아의 인공적인 염색체 라이브러리(potato bacterial artificial chromosome (BAC) library) 구조를 만드는 것이다.BAC library는 대략 평균 120 kb 크기의 삽입물을 가진 92,000개 이상의 클론을 포함한다. 라이브러리에서 DNA양은 감자 게놈의 대략 10배 수치로 존재한다. 따라서 어떠한 특이한 감자DNA 염기 서열이라도 라이브러리에서 99%의 일치율을 보인다.- 완전한 감자 게놈에 대해 그리고 평균 120kb 크기의 삽입물에 대해 첫 번째 DNA 라이브러리를 제공- 감자 유전자들의 유전자 지도를 기본으로 클로닝하기 위한 자원으로 제공- BAC 벡터(vector)는 식물 제노믹 DNA의 라이브러리 구조로 오래전부터 이용된 yeast artificial chromosome (YAC)의 한계점을 많이 보완
본 기술은 재조합 DNA 조작에 이용되는 보조 세포를 생성하는 것이다. 레트로 바이러스 보조 벡터(retrovirus vector)와 촉진 염기 서열에서 프로모터들 사이의 동일성을 감소시킴으로써 보조세포를 향상시킨다. 동일성의 감소는 보조 세포에서 생성 가능한 피해를 감소시킨다- 효과가 없는 레트로 바이러스 벡터들의 복제 가능한 stock의 성장을 위한 방법 제공 - 보조 세포에서 재 조합으로 얻어지는 피해를 감소하기 위해 필요한 보조 단백질의 발현 허용 - 다른 동물 종에 감염이 가능하도록 광범위한 숙주에 이용할 수 있게 벡터를 제작- 보조 세포와 바이러스가 감염된 표적 숙주 세포에 의해 벡터가 생성 되도록 제공
본 발견은 항원의 의학 면역력 증진과 세포의 방사능에 대한 변화된 저항력에 연관되어 있다. 특히 알려진 발견은 세포 표면상에 내재성 항원 표시의 증가를 위해, 그리고 불완전한 의학 면역원의 항원에 대한 항체 생성을 위해, 암이나 병원균 감염에 대한면역 치료를 위해 그리고, 세포의 방사성 저항력의 증가 또는 감소를 위해 제공되는 방법들이다.본 기술은 heat shock protein이 발현된 표적 세포내에서 이 벡터의 생성과 heat shock protein을 암호화하는 발현 벡터에서도 광범위하게 이용한다.heat shock protein은 Hsp 27 군, Hsp 60 군, Hsp 70 군 and Hsp 90 군으로 이루어진 그룹의 구성 요소인 heat shock protein 군이다.세포에서 그리고 불완전한 의학 면역원의 암 세포 뿐만 아니라 병원균이 감염된 세포들에서 대조직 적합성 복합체 (MHC,major histocompatibility complex) class I 분자들이 많이 발현된다.병원균들은 박테리아, 균류, 원생 동물, 후생 동물이 포함된다 MHC class I 분자들에 의한 세포 표면에 내재성 항원의 표시를 증가시킬 뿐 아니라 항원에 대한 동물의 면역성을 증가시키는 방법이다. 어떠한 병원균이 어떠한 세포에 감염되어도 면역 인식을 증가in vitro와 in vivo에서 의학 면역원의 치료에 대한 접근 방법의 감별세포 또는 다른 불완전한 의학 면역원에 대한 항체 생성을 촉진 세포의 방사성 저항력에 대한 증가 혹은 감소 담당
E. coli O157:H7종의 감염은 심한 출혈성 결장염을 일으키며, 가끔 이 병은 급속하게 진전되기 때문에 치명적이고, 발생시 조기진단이 어려워 늦게 진단되어 치료하기가 어렵다.본 기술은 병원균과의 싸움을 위해 감지(detection)와 진단(diagnosis), 병의 예방(prophylaxis), 치료를 위해 E. coli O157:H7의 완전한 염기 서열을 제공한다. E.coli O157:H7의 완전한 DNA 염기 서열 모두를 찾았다. 이 분야에서 이미 확인된 E. coli 종인 K12의 게놈 염기 서열과 결합시킬때 이들 데이터들은 실질적으로 E. coli O157:H7의 완전한 게놈을 제공한다.;염기 서열 데이터는 E. coli O157:H7 감염의 빠른 진단, 방어 그리고, 처치을 위한 수단으로 가능감염된 음식물에서 적은 수의 E. coli O157:H7를 위한 감별에 이용사람과 가축에서 초기 감염의 진단을 제공함으로 성공적인 치료의 속도를 증가다른 E. coli 종들로부터 E. coli O157:H7를 구별 가능 감염으로 인한 가축의 손실을 방지
본 기술은 몇 가지의 단점을 보완하여 만들어진 인공적인 인플렌자 바이러스(Influenza viruses)의 개발로 백신(vaccine)과 유전자 치료(gene Therapy)에 이용하고자 한다. 인플렌자 바이러스(Influenza viruses)는 백신만큼 강한 잠재력을 가지며 유전자를 운반하는 벡터이다. 이것은 숙주 세포내로 삽입시켜 DNA를 복제 할 필요가 없으며, 또한 강한 면역 반응과 광범위하게 다양한 항원에 대한 계속되는 면역과 오랜 기간 이용에서도 생존한다. 그러나, 인플렌자 바이러스(Influenza viruses)들은 실험실내에서 다루기가 어렵다. 전령 RNA (mRNA)에 대한 보존적인 바이러스 RNA (vRNA)를 가진 음성 RNA 가닥처럼, 그들의 제는 바이러스 중합효소와 다른 단백질 즉, 바이러스 RNA(vRNA)를 복제하고 숙주 세포 내에서 단백질 합성을 위한 전령 RNA(mRNA)내로 전사되는 단백질의 복합 구성 단위를 필요로한다. 일반적으로 수정된 인플렌자 바이러스(Influenza viruses)를 생성하기위해 만들어진 vRNA는 반드시 이들 복제 단위를 포함하고 있을 것이며, 이 과정은 어렵고 비능률적이다. 인공적인 인플렌자 바이러스(Influenza viruses)의 완전한 구조를 효과적으로 생성하기 위한 방법을 현재 개발했다. 개발된 것은 10 DNA 플라스미드(plasmid)를 가진 변형된 숙주 세포를포함하며 각 DNA 복제(copy) 단편은 인플렌자 바이러스의 게놈(Influenza viral genome)으로 각각 구성되어 있다. 9 플라스미드(plasmid)의 단백질 발현을 위해서 바이러스의 복제와 집합을 필요로하나 반면에 10번째는 유전자 발현을 위한 RNA pol I 촉진자(promoter)와 종결자(terminator)사이에 transgene이 삽입되어 있다. 이 시스템을 이용하여 레포터 유전자 GFP (reportergene GFP)의 발현을 시도할 수 있다.- RNA 보다 다루기가 쉽고 매우 안정된 DNA인 인플렌자 바이러스 게놈(Influenza viral genome) 조작이 가능해진다. 숙주 세포의 감염과 유전적으로 변경된 바이러스의 작은 조각(㎖당 104의 감염성 파편 이상)의 생성이 효과적이다. - 형성(formation), packaging, 결합(binding), 접합(fusion)의 바이러스 과정에서 치사 돌연변이 연구와 신속하고 많은 생성을 위한 방법으로 제공되며 백신 개발을 위한 표적으로 유용하게 이용될 것이다. - 유행성 이하선염(파라믹소바이러스, paramyxoviruses)과 래브도바이러스(rhabdoviruses) 와 같은 다른 바이러스에 잠재적으로 적용 - 수용 세포에서 활성된 바이러스의 생성없이 transgene의 전달이가능하기 때문에 개선된 유전자 치료 벡터로 개발이 가능하다
본 기술은 막 단백질의 발현을 위해 알맞는 톡특한 숙주/ 벡터 시스템으로 bacterium Rhodospirillum rubrum의 독특한 속성에 대한 이점을 가지므로 이용된다. R. rubrum 형태는 광범위한 내부 세포질로, 막 단백질의 합성에 반응하며 성장을 위해서는 불필요한 것이다. 이 시스템에서 숙주는 돌연변이 R. rubrum 종으로 스스로 주요 막 단백질들을 합성은 하지 않으므로 자연적인 ICM(intracytoplasmic membrane) 형태는 아니다. 그러나, 이 종은 외부 단백질의 발현을 포함한 단백질 합성에 대해 반응을 보이는 ICM을 만드는 능력을 가진다. 따라서, 이 종은 자신의 막 단백질들이 없는 경우에도 ICM을 만들 수 있기 때문에 외막내로 외부 막 단백질과 발현된 막 단백질을 혼합시킬 수 있다. 게다가 이 시스템에서 유전자 발현은 산소에 의해 조절되면 이 발현은 간단히 확실한 조절을 받으므로 가능성있는 유독한 유도물질이나 값비싼 화학 유도물질이 필요 없다.- 발현된 막 단백질들은 ICM(intracytoplasmic membrane)내로 섞을 수 있으므로 최근 상업적으로 이용가능한 발현 시스템에서 과 발현된 막 단백질을 기술적인 문제들 즉, 숙주의 치사율등을 개선할 수 있다.환원된 산소의 농도에 의해 증가된 프로모터(promoter)로 구성된 발현 벡터(expression vector)는 단순하며 적은 비용으로 연구실에서 이용하여 생성할 수 있다.- 숙주는 사람에 무독성이며 단순한 영양물에서도 잘 자라는 R.rubrum로 실험하기가 쉽고 간단한 잘 자란다. ICM(intracytoplasmic membrane)는 다른 세포 물질로부터 쉽게 분리되며 빠르게 막 단백질이 정제된다. 이 시스템은 제노믹 염기 서열 분석에서 알려지지 않은 유전자들이 동정되므로 가상적인 막 단백질들을 암호화하여 분석을 촉진시킬수 있다.- 감염 가능한 백신없이도 큰 용량으로 생성 가능하며 효과적이다- 자연적인 외부 막 단백질의 발현은 이 시스템에서 확인되었다.
최근에 생체 내에서 Tn5 돌연변이 형성은 무작위적으로 또는 어느 정도의 무작위적인 위치들에서 게놈 내로 핵산을 삽입시키는데 이용된다. 그러나 이 기술은 잔기의 전위에서 나타나는 암호화하는 transposase을 위한 표적 세포를 요구하며 각각의 표적 세포종에 대한 광범위한 정보를 필요로 한다. 그러나 이 기술은 잔기의 치환에서 보이는 transposase 효소의 암호를 위해 표적 세포를필요로 하며, 각 표적 세포 형태의 정보는 널리 알려져있다. 본 기술은 생산력이 있는 치환으로부터 synaptic 구조의 방해 또는 적당치 않는 조건하에서 그리고, 생체내에서 transposase와 중요한 폴리펩타이드 염기 서열 사이의 synaptic 구조의 생성을 위한 방법으로 제공됨으로써 이들 한계점을 극복한다. 치환 가능한DNA는 되도록 직선형으로 치환을 위한 반복되는 염기 서열을 포함하고 있다. 이들 복합체들은 생산력을 가진 치환 생성물의 생성을 위해 세포의 핵산내로 치환하는 것보다 표적 세포내 폴리펩타이드에로 치환되도록 한다. 삽입으로 생긴 돌연변이를 가진 세포의 라이브러리는 치환된 세포의 확인을 위한 알맞은 선발 지표(즉 항생제의 저항성)을 이용하여 찾아 낼 수 있다. 이전에 synaptic 복합체는 세포에서 표적 핵산이 존재할 경우에 치환 촉진 조건에서 효과적으로 작용할 수 있었다. 이 기술은 새롭게 시약을 위해 이용 될 수 있다.- 치환 가능한 폴리펩타이드 염기 서열과 표적 세포로 구성되어있는 이 재료 세트는 조립할 수 있다. - 세포내 transposase 분자 (Tn5 transposase 또는 MuAtransposase등등)에 의존하지 않는다.- flanking donor DNA로부터 비특이적인 내부 분자의 치환은 피한다. - 숙주 비특이적으로 진핵세포 또는 원핵세포에서 이용되는 기술이다. - 이 기술은 다루기 쉬우며 폴리펩타이드 염기서열 사이의 어떠한핵산 절편을 위해서도 제한성이 없으며 다양한 synaptic 복합체의 생산력을 조절한다.
많은 재 조합 단백질들의 생성을 위한 많은 다량 복제벡터는 유전자 발현이 확실하게 조절되지 않으므로 종종 숙주에 대해 독성과 불안정성을 가질 수 있다. Bacterial artificial chromosomes (BACs)벡터는 이들 단일 복제 벡터가 다수의 복제벡터에 비해 더 안정하므로 제노믹에 널리 이용되며 거대 삽입물의 생성을 유지할 수 있다. 그러나 단일 복제 발현 시스템은 DNA양이 매우 적다.본 기술은 BAC 발현 시스템의 조절로 제노믹 폴리 펩타이드의 유도로 많은 양을 생산할 수 있다. 변경된 pBAC 시스템은 광범위하게 숙주에서 이용되는 제한적으로 증폭 가능한 복제 원점(oriV)을 포함하며 확실한 조절과 이식 유전자와 연관된 전사 프로모터를 촉진한다. 제한적인 oriV 과 촉진 프로모터는 숙주 세포에서 신호에 의해 동반적으로 혹은 독립적으로 활성화된다. 특히, BAC 벡터의 복제 수는 단일로 유도된 단백질과 oriV로부터 복제를 유도하는 TrfA에 의해 조절된다. 유전자 전사는 삽입된 유전자의 많은 수의 복제를 유도할 수 있는 arabinose 유도 프로모터에 의해 조절된다. 따라서 이 pBAC 벡터는 폴리펩타이드의 다량 전사를 위해 필요한 모든 인자들을 조정한다.- 변경된 BAC 벡터는 전사 수준과 복제 수 모두를 조절하는데 이용- 유전자 발현을 확실하게 조절하기 위해 이용- 재개발된 BAC 벡터는 클로닝된 DNA의 증폭을 담당- 클로닝된 유전자의 생성물들은 독성이 적은 상태로 생성된다. - arabinose의 유도는 삽입된 유전자의 복제 수를 1에서 100배정도로 증가시킬 수 있다.- 거대 핵산 삽입물들을 조절할 수 있다
본 발명은 생체 밖 (ex vivo) 조직형성이나 생체 내 (in vivo) 조직재생을 위한 세포 이식, 약물이나 화학제제의 전달, 유전자 치료에 사용되는 고분자 기질 (polymer matrix)로 이루어진 기반기술을 이용한다. 이론상 고분자 기질들은 인체 내로 동물 세포 또는 치료약물을 운반할 수 있으며, 조직의 성장을 지지하고 촉진하기 위한 3차원 주형으로 작용한다. 이러한 중합체 망상조직은 그들의 운반능력, 약물 투여량, 물리생화학적 성질에 의해 가변 가능하다. 또한 이들은 극소 침투법을 통한 투여가 가능하며, 투여 후 육안으로 볼 수 있는 좌상은 보이지 않는다본 중합체 망상조직은 그들의 운반능력, 약물 투여량, 물리생화학적 성질에 의해 가변 가능함.
미세가공기술은 생체분해성 중합물질을 이용한 것으로, 다양한 구조와 범위의 바이오캡슐을 제작할 수 있는 기회를 제공한다. Poly(lactide-co-glycolide)와 그 동중합체들 (copolymers)은 물리적 성질이 좋으며, 인체 내에서 생체산물로 분해되기 때문에 바이오캡슐 제작에 매우 적합하다. 본 연구진은 Poly(lactide-co-glycolide) 동중합체들로부터 바이오캡슐과 그밖의 다른 생체물질을 가공하기 위해 사진식각공정 (photolithography process)을 개발하였으며, 이를 이용하여 직경 2 μ, 길이 4 μ의 원통모양의 바이오캡슐을 제작하였다. 캡슐의 분해속도는 동중합체의 비율을 조절함으로써 조정할 수 있다1.동중합체 비율을 조절함으로써 생분해속도 조절2.생체 내 분해 가능3.바이오캡슐의 크기는 사진식각공정의 물리적 분해능에 의해 제한됨
은닉마코프모델(Hidden Markov Models, HMMs)은 유전자서열 정렬 문제에서부터 유전자의 발굴과 주석달기에 이르기까지 분자생물학에서의 다양한 문제점들의 해결에 성공적으로 적용되어 왔다. 유전자 발굴 프로그램이 exon 길이 모델화를 위해 일반 HMMs(generalized HMMs)에 의존하는 반면, 유전자서열 정렬 문제는 쌍 HMMs (pair HMMs)으로 해결할 수 있다.이번에 개발된 일반 쌍 HMMs는 쌍 HMMs와 일반 HMMs 양쪽 모두의 범위를 확장시킨 것으로, 유전정보 서열의 정렬 문제와 관련하여 서로 다른 생물 종간의 유전자 발굴에 이용할 수 있으며, DNA-cDNA, DNA-protein간의 서열 정렬에 응용할 수 있다.기존의 두 모델을 모두 통합한 알고리즘(algorithm)
다양한 학문적 실험과 상업적 응용에 있어서 유전자발현조절을 쉽게 조작할 수 있는 촉진유전자가 널리 필요로 되고 있다. 현재 알려져 있는 대부분의 조절 시스템들은 세포 내로 확산되어 목표유전자 부위에 독성을 나타내지 않는 농도에서 적절하게 작용할 수 있는 화학 물질들을 투입하는 방법에 기반하고 있다. 하지만 이러한 기술들은 몇몇 문제점을 안고 있으며, 특히 시공간적으로 동시에 목표유전자의 발현이 유도 또는 억제되도록 고안된 다세포 생물체에서는, 모든 세포에서 일어날 수 있는 문제를 야기시킬 수 있다.본 인공 유전자발현 촉진시스템은 발현하고자 하는 어떠한 유전자의 상위부위에 융합 될수 있으며, 시스템 작동이 가능한 적절한 주세포 내에서는 빛에 반응하여 특정 유전자의 발현을 가역적으로 유도 또는 억제할 수 있다.임시 특허출원신청서에 첨가될 새로운 자료들은 유전자 발현의 최적조건과 발현 점멸기작을 설명하고 있다.1.순간적, 비침투성, 가역적인 목표유전자의 발현 유도 또는 억제하며, 쉽고 정밀한 시공간적 조절가능.2.본 시스템은 잠재적으로 모든 주세포, 또는 인간을 포함하는 모든 생물체에 적용가능.3.레이저나 광섬유를 이용하여 정밀하게 조준된 미세광선은 인간의 암세포와 같이 다세포 생물체의 내부 깊숙이 위치하는 단세포 혹은 작은 규모의 세포군집에서의 유전자발현을 활성 또는 억제할 수 있는 잠재성을 가지고 있으며, 치료 용도로써도 사용가능.4.거의 순간적으로 모든 형질전환세포에서 가역적으로 유전자의 발현을 활성화 또는 억제하는 능력은 타 기술에 비해 독보적인 장점임.