신속 정확하게 암, 질병 진단 마커 발견 및 진단에 활용하는 빅데이터 기반 당단백질 분석 신기술 개발 - 사이언티픽 리포트 온라인판 게재 - |
□ 최근 국내 연구진에 의해 고분해능 질량분석 빅데이터 기반 당단백질의 성분과 혈액내 농도를 분석하는 BT와 IT가 융합된 신기술을 개발하였다. ○ 한국기초과학지원연구원 (원장 이광식)의 유종신 박사 연구팀은 박건욱 박사 과정(GRAST, 분석과학기술대학원)과 함께 바이오 분석 분야의 난제로 남았던 인간 혈액내 당단백질을 정확하고 빠르게 분석할 수 있는 질량분석 빅데이터 기반 당단백질 분석 신기술(GlycoProteome Analyzer : GPA) 개발에 성공했다고 2월 17일 밝혔다. ○ 당단백질은 다양한 당성분이 결합되어 있는 단백질로 각종 염증 및 암을 비롯한 인체 내 질병에 관여하는 것으로 알려져 있지만 구조적 복잡성 때문에 분석이 어려웠다. 연구진은 인체 유래 2만여개의 단백질과 400여개 당성분의 조합에서 얻어지는 대량의 질량분석 데이터를 예측한 후 실험값과 비교하여 찾아내는 생물정보학 기반 소프트웨어 (GPA)를 개발하여 당단백질을 빠르고 정확하게 확인할 수 있었다. ○ 단백질에 붙어있는 당은 세포의 안테나로 여러 가지 중요한 역할을 하지만 단백질에 붙어있는 당의 종류와 위치가 매우 복잡하며 유전자 정보에 의해 예측되지 않기 때문에 가장 분석하기 어려운 생체화합물 중 하나이다. ○ 본 연구팀은 BT와 IT가 융합된 GPA 기술을 바탕으로 암 특이적인 당단백질 바이오마커를 포함하여, 세계 최초로 혈액 내 600여개 이상의 다양한 형태를 가지는 당단백질들을 동시에 확인하여 정상인과 암 환자의 차이를 비교하였다고 밝혔다. ○ 본 연구팀이 개발한 GPA 당단백질 분석 신기술은 그 우수성 뿐 아니라 독창성을 인정받아 일본, 유럽 특허 등록을 마치고 3극 특허 등록을 눈앞에 두고 있다. □ 이번 연구 성과는 네이쳐 자매지인 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports IF: 5.578) 온라인판에 (논문명: Integrated GlycoProteome Analyzer (I-GPA) for Automated Identification and Quantitation of Site-Specific N-Glycosylation, 주저자 : 박건욱, 김진영, 교신저자 : 유종신) 2월 17일자에 게재되었다. ○ 그동안 당단백질의 당쇄분석은 고전적으로 당분해효소를 이용하여 당과 단백질을 분리하는 수준으로 복잡성, 낮은 분석 감도, 그리고 데이터베이스 부족으로 어려움을 겪어 왔다. 특히, 당단백질 바이오의약품 및 바이오시밀러 연구에서 분석기술은 당과 단백질이 결합된 구조를 정확하게 파악해야 하며, 의약품의 안정성과 효능 검증을 위해 필수적이다. ○ 이번 연구를 통해 당단백질의 양적변화를 효율적이고 정확한 분석으로 인체 시료로 부터 암 또는 질병 진단마커를 발견하여 예측, 진단할 수 있는 기술에 유용하게 사용될 수 있다. 또한 고분해능 질량 분석기와 GPA 기술을 이용하면 당단백질을 대상으로 하는 신약개발 및 바이오시밀러를 포함한 신약평가 등에 유용하게 사용될 수 있다. □ 기초지원연 유종신 박사는 “이번 당단백질 분석 GPA 기술은 그 동안 개별 분자수준에서 이루어지던 당단백질 분석을 유전체나 단백체 수준으로 대량분석이 가능함에 따라 세포의 변화 및 질병을 보다 포괄적으로 관찰함이 이번 연구의 가장 큰 의의라 할 수 있다”고 밝혔다. ☎ 생의학오믹스연구팀 유종신 박사(043 240 5150) |