주영석 교수팀, 미토콘드리아 통한 노화·질병 규명 초석
유망 의약품 분야 RNA·비만·당뇨 새 치료법 잇따라 개발
기술이전 등 상용화 통해 차세대 신약 강국 도약 밑거름
▲카이스트(KAIST) 정문 모습
카이스트(KAIST)가 정부와 제약바이오업계가 목표로 하는 '2027년 바이오헬스 글로벌 6대 강국' 도약에 든든한 버팀목 역할을 하고 있다.
인체 노화 또는 질병 발생의 근본 원인을 규명하거나 질병을 조기 진단하는 새로운 기술 등을 선도적으로 개발함으로써 우리기업의 차세대 신약개발에 촉매제 역할을 하고 있기 때문이다.
25일 카이스트에 따르면 의과학대학원 주영석 교수 연구팀은 지난 22일 세계권위 국제학술지 '네이처 지네틱스'에 '인체세포 내 미토콘드리아의 DNA 돌연변이'에 관한 연구논문을 게재했다.
세포 내 소기관인 미토콘드리아는 세포핵과 독립적으로 자체 DNA를 가지고 있으며 돌연변이도 발생할 수 있지만 이 돌연변이를 찾아내는 기술은 한계가 있었다.
연구팀은 세계 최대규모의 '단일세포 전장유전체 분석(질환 또는 약물반응에 대한 유전적 요인을 총체적으로 연구하는 기법)'을 수행, 인간의 배아 발생부터 노화 및 암 발생과정에서의 미토콘드리아 발생 및 진화 과정을 이해할 수 있는 모델을 구축했다.
이 연구는 그동안 미지의 영역이었던 미토콘드리아 DNA 돌연변이 형성 메커니즘을 밝혀 향후 미토콘드리아 DNA가 노화 및 질병 발생에 미치는 영향을 이해하는 중요한 초석이 될 수 있다는 점에서 의미가 있다.
앞서 카이스트 생명과학과 강창원 명예교수 연구팀은 서울대 물리천문학부 홍성철 교수 연구팀과 함께 세균과 바이러스의 진화 원리를 분자 단위에서부터 세밀하게 규명하는 연구논문을 지난 16일 국제학술지에 게재했다.
이 연구는 세균과 바이러스의 리보핵산(RNA) 합성방식의 차이를 규명, 차세대 RNA 의약품 및 진단시약 개발에 응용할 수 있다는 점에서 의미가 있다.
또한 이달 초 카이스트 의과학대학원 서재명 교수 연구팀과 생명과학과 임대식 교수 연구팀은 인체 지방세포를 지방세포 전단계인 줄기세포로 변화시켜 지방조직의 크기를 줄임으로써 체중을 감소시키고 신진대사를 통해 비만이나 당뇨 등 대사질환도 제어할 수 있는 획기적인 비만·당뇨 치료 방법을 개발했다고 발표했다.
이는 기존에 없던 새로운 비만·당뇨 치료방법으로, 전통적 체중감량 방법인 운동이나 최근 인기를 끌고 있는 인체 호르몬(글루카곤유사펩타이드-1) 조절 방식의 비만치료제(위고비 등) 등과 근본적으로 다른 방식이라는 점에서 획기적이다.
즉 체내 지방조직 자체의 크기를 물리적으로 줄임으로써 체중을 감량하고 당뇨 등 대사성 질환을 제어하는 새로운 기전의 신약을 개발할 수 있는 가능성을 연 것이다.
이밖에 카이스트 의과학대학원 박종은 교수와 바이오및뇌공학과 최정균 교수 연구팀은 지난 5월 총 30종 이상의 암종에 대한 세계 최대 규모의 암 세포 데이터베이스를 구축해 면역항암제 효과 예측 등에 활용할 수 있도록 했다.
카이스트 의과학대학원 김하일 교수 연구팀은 광주과학기술원(GIST) 화학과 안진희 교수 연구팀과 함께 올해 초 '비알콜성 지방간질환(NAFLD)' 치료 신약 후보물질을 개발하고 현재 글로벌 임상을 진행, 대사이상으로 발생하는 지방간염의 치료제 시장을 선도적으로 개척한다는 포부다.
업계는 국내 제약바이오산업 규모나 신약 수가 글로벌 빅파마에 비해 크게 열세이지만 대학과 연구기관을 중심으로 기존에 없던 새로운 발병기전 연구나 진단기술 개발이 활발한 만큼 기술이전 등 상업화를 통해 차세대 신약 강국으로 거듭날 수 있길 기대하고 있다.
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