본 연구 결과는 기존의 혈전용해제 생산방법에 비하여 생산단가가 매우 저렴하고, 부작용이 없도록 하여 대량생산할 수 있는 기술 개발 및 식물 시스템을 이용하여 인체와 유사한 당쇄 구조를 갖는 의료용 단백질 생산에 접목이 가능하다.
<p>이러한 문제점의 대안으로 최근에 식물 시스템을 이용한 바이오 의료용 단백질, 산업적으로 이용 가능한 효소, 기능성 이차 대사산물 등을 생산하는 식물 분자 농업 (plant molecular farming)의 연구가 활발히 진행중에 있다. 식물시스템을 이용하여 재조합 단백질을 생산 하려는 목적을 갖는 연구 집단은 전 세계적으로 학교등을 포함한 100 여개의 연구집단 및 20 여개의 회사에서 연구를 활발히 진행 중이며, 이중 절반에 해당하는 연구집단은 북미 (캐나다와 미국)에 집중되어 있으며, 나머지는 유럽에 1/3 정도의 연구집단이 연구를 추진중이며, 국내에서도 산업화를 목적으로 Nexgen사에서 선도적인 연구를 진행중에 있다. 식물 시스템을 이용하여 재조합 단백질 생산관련 연구는 크게 4가지 분야에서 활발히 연구가 진행중이다. 치료 및 진단용 항체 생산, 형질전환 담배에서 immunoglobin A (Ma et al. 1995, 1998), 충치 예방용 항체 (CaroRx), non-Hogkin's disease, 감기 예방 (ICAM1), 암 치료, respiratory syncytial disease (Rhino RX), 항 간염 B 항체 (Pujol et al. 2005). 인체 및 동물 백신 생산, 설사 유발 미생물 (대장균, 비브리오균)에 대한 heat-labile enterotoxin subunit B, HBsAg 백신 (Kapusta et al. 1999), 자궁 경부암 유발 바이러스 (Khalsa et al. 2004), 홍역 백신 (Webster et al. 2006), HIV-1 Tat vaccine (Karasev et al. 2005), Coccidiosis 백신 (Guardian Biosciences, Canada), 구제역 백신 (Pan et al. 2008), anthrax 백신(Brodzik et al. 2005). 바이오의약 (biopharmaceutical) 및 건강식의 (nutraceutical) 단백질 생산; 인체 성장 호르몬 (Barta et al. 1986),interleukin (Einsiedel and Medlock 2005), human intrinsic factor (Hornet al. 2004), lactoferrin (Meristem Therapeuticals, 프랑스), a-galactosidase (Planet Biotech, 미국), plasmin (Biolex, 미국), apolipoprotein (Sembiosys, 캐나다). 산업적 이용 목적 효소 생산; 11 개의 재조합 단백질들 (avidin, trypsin, ß-glucuronidase, aprotinin, lactoferrin, lysozyme, thyroid-stimulating hormone receptor, Hantaan and Puumala viral antigen,peroxidase, laccase, cellulase) 등이 이미 개발되었거나 상용화되고 있다 (Horn et al. 2004; Howard and Hood 2005; Woodard et al.2003). 이외도 생분해가 가능한 플라스틱을 위한 polyhydroxybutyrate(Poirier et al. 1992), 거미 명주실 단백질 생산, elastin, collagen)(Scheller et al. 2004; Christou et al. 2004) 등의 연구가 활발히 진행 되고 있다.</p> <p>본 연구 결과에서, 우리는 심근경색, 뇌졸증 둥의 치료에 중요한 인체 유래 t-PA 유전자들 [알팔파 코돈 이용에 최적화된 합성 유전자, 소포체 (endoplasmic reticulum)에 표적, 6 개의 histidine의 부착된 유전자]을 발현하고자, 두 종류의 프로모터 (CaMV 35S와 알팔파 Rbcsk-1A)를 이용하여 알팔파에서 재조합 t-PA와 t-PA 파생 단백질들을 생산하는 기술을 증명하였다. 이러한 결과를 증명하기 위해서 알팔파 잎에서 효소 활성이 있는 t-PA 및 t-PA 파생 단백질들이 발현됨을 증명하였고, 알팔파 잎에서 발현된 재조합 t-PA 및 t-PA 파생 단백질들이 동물세포 배양에 의해서 생산된 재조합의 t-PA 단백질과 피브린 분해 활성이 동등함, 단백질들의 분자량이 동물세포 배양에 의해서 생산된 재조합 t-PA 단백질과 유사함, 면역학적 반응에서도 상업적으로 판매되는 t-PA와 유사하다는 특성들을 규명하였다. 본 연구 결과는 기존의 혈전용해제 생산방법에 비하여 생산단가가 매우 저렴하고, 부작용이 없도록 하여 대량생산할 수 있는 기술 개발 및 식물 시스템을 이용하여 인체와 유사한 당쇄 구조를 갖는 의료용 단백질 생산에 접목이 가능하다.</p>