KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

자연에 없는 고감도 단백질 센서 제작 플랫폼 개발​


(왼쪽부터) 생명과학과 오병하 교수, 이한솔 박사

< (왼쪽부터) 생명과학과 오병하 교수, 이한솔 박사 >


우리 대학 생명과학과 오병하 교수가 미국 워싱턴주립대학 (University of Washington)과 국제 공동연구를 수행해 고감도의 단백질 센서 플랫폼을 개발했다고 5일 밝혔다. 


단백질 센서들은 질병의 진단, 치료 경과의 추적, 병원 미생물의 감지 등에 널리 사용되고 있다. 상용되고 있는 단백질 센서들은 자연계에 존재하는 단백질이거나 이를 약간 변형한 형태이며 개발에는 많은 시간이 소요된다.

 

공동연구팀은 자연에 존재하는 단백질에 의존하지 않고 계산적 단백질 디자인 방법으로 인공적인 골격 단백질을 창출했으며 이를 두 부분으로 나누고 심해 새우가 만드는 발광 단백질과 재조합해 단백질을 감지하는 기능을 부여했다. 이렇게 만들어진 두 요소(two-component) 단백질 시스템은 그 자체로는 발광하지 않다가 감지하려는 표적 단백질이 존재하면 이와 결합하고 결과적으로 발광하도록 디자인돼있다. 


그리고 그 발광 정도는 표적 단백질의 농도에 비례해 빛을 발생하기 때문에 발광의 세기를 측정함으로써 표적 단백질의 존재와 그 농도를 감지할 수 있다. 발생하는 빛은 시료의 전처리 없이도 감지할 수 있고, 발광 반응은 즉각적이며 1시간 안에 종료되기 때문에 기존 발색 반응의 측정보다 쉽다는 장점이 있다. 


연구진이 창출한 단백질 시스템은 마치 레고 블록처럼 사용돼 여러 다양한 단백질 센서를 용이하게 제작하는데 쓸 수 있는 플랫폼을 제공한다. 실제로 발표된 논문에는 B형 간염 바이러스 단백질 센서, 코로나바이러스 단백질 센서 등 8개의 고감도 단백질 센서를 실제로 제작해 이 단백질 센서 플랫폼의 높은 응용성을 보여준다. 


한편 이 단백질 센서의 작동 방식은 자연계에서는 그 예를 찾을 수 없어 자연의 모방을 넘어 자연에 존재하지 않는 단백질과 기능을 창출할 수 있다는 예를 보여준다.

개발된 단백질 센서 시스템의 작동 기작 모식도. 표적 단백질 (target)이 디자인된 결합 부위에 붙게 되면 빛을 발생한다. 결합 부위만 바꾸면 다른 표적 단백질을 감지할 수 있다.

< 개발된 단백질 센서 시스템의 작동 기작 모식도. 표적 단백질 (target)이 디자인된 결합 부위에 붙게 되면 빛을 발생한다. 결합 부위만 바꾸면 다른 표적 단백질을 감지할 수 있다. >


이번 연구는 LG연암문화재단의 지원으로 오병하 교수가 미국 워싱턴 주립대학 데이비드 베이커(David Baker) 교수 실험실에 1년간 방문한 공동연구로 진행됐으며, 생명과학과 이한솔 박사와 강원대학교 홍효정 교수가 참여했다. 수행된 이번 연구 결과는 연구의 우수성을 인정받아 종합 과학 분야의 국제학술지 `네이처(Nature)' 127게재됐다. (논문명 : De novo design of modular and tunable protein biosensors)


https://www.etnews.com/20210205000110

https://science.ytn.co.kr/program/program_view.php?s_mcd=0082&s_hcd=&key=202102051610498764



List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
310 [조병관 교수님] 이산화탄소 흡수해 아세트산 만드는 '친환경 미생물' 5종 발견 생명과학과 2022.06.17 2767
309 [한국의 AI 추격자들] 서범석·백승욱 루닛 창업자 file 생명과학과 2020.10.30 2845
308 전상용교수님_항암제 표적 단백질을 약물 전달체로 쓴다?​ file 생명과학과 2020.08.26 2869
307 2020 Spring KAIST Compass 생명과학과 2020.05.07 2877
306 김광수 석좌교수님_한인과학자, 줄기세포 치료 첫 성공 생명과학과 2020.06.03 3103
305 전상용 교수님_ 면역항암제 효율 높인 나노입자 백신 개발 file 생명과학과 2020.06.17 3201
304 조병관 교수님_ 미생물 이용한 탄소 가스 활용기술 개발 file 생명과학과 2020.03.27 3427
303 조병관 교수님 _Newly discovered metabolic pathway uses single carbon gases as a feedstock file 생명과학과 2020.11.20 3599
302 2020년 우수논문상 file 생명과학과 2020.04.03 3872
301 서경배재단 ‘올해의 신진 과학자’ 조원기 교수 선정 생명과학과 2020.09.16 4007
300 허원도 교수님_빛으로 RNA 이동과 단백질 합성 조절한다 file 생명과학과 2020.02.20 4018
299 김세윤교수님_보톡스처럼 신경 활성 억제하는 뇌 속 생체물질 찾았다 file 생명과학과 2020.03.26 4067
298 허원도 교수님_머리에 빛을 비춰 신경세포 재생과 공간기억 향상 file 생명과학과 2020.04.27 4105
297 제5회 연구노트 경진대회(Lab Note Contest) 시상식 file 생명과학과 2020.04.03 4398
296 정인경 교수, 인체 조직읜 3차원 게놈지도 해독 file 생명과학과 2019.09.25 4566
295 허원도 교수, 광유전학 신경세포 수용체 활성조절로 신경세포분화 운명 제어 성공(Cell Chemical Biology 표지논문 발표) file 생명과학과 2019.12.24 4589
294 서성배 교수, 당뇨에 큰 영향 미치는 뇌 혈당조절 신경세포 발견 file 생명과학과 2019.10.30 4745
293 임대식 교수, 천주교 서울대교구 생명위원회 제 14회 '생명의 신비상' 수상 file 생명과학과 2019.12.26 4935
292 이승희 교수님_KAIST, 뇌 인지기능 높이는 물질 발견… 치매 치료 효과 기대 file 생명과학과 2020.04.26 4939
291 손종우 교수님_ 소금 섭취 제어할 수 있는 신체 메커니즘 규명 file 생명과학과 2020.02.12 4958
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 22 Next
/ 22