생명체의 DNA, RNA 등의 유전 정보를 분석하고 구조와 기능을 추정하는 유전체학은 유전체의 염기서열 결정만으로 해결 되지 않는 문제점들 때문에 단백질들을 직접적으로 연구해야 한다. 유전자의 변형 없이 유전자의 산물인 단백질과 친화도가 높은 화합물을 사용하여 단백질의 기능을 직접 조절하는 방법론인 화학 유전체학은 유전자의 발현과 기능을 규명 할 수 있다.
<p>유전체학 (genomics)은 생명체의 DNA, RNA 등의 유전 정보의 수집, 분석, 발굴 등에 관련된 연구분야와 유전 정보를 바탕으로 구조와 기능을 추정하는 구조유전체학(structural genomics)분야 등이 있다. 이러한 연구를 바탕으로 여러 생명현상들에 대한 후보 유전자를 추정하고 리간드 (ligand)나 수용체 (receptor)들을 추정함으로써 연구방향을 설계한다. 이러한 연구를 수행하는 유전체학의 주된 연구방법은 게놈 염기서열 분석을 통한 염색체 지도 작성, 유전자의 유사성 등을 비교분석, DNA 구조결정 등이 있다. 하지만 유전체의 염기서열 결정만으로 해결 되지 않는 문제점들로는 1) 분석된 유전자들이 실제로 발현되어 단백질로 만들어지는 유전자인가? 2) 어떤 유전자가 세포내에서 발현이 많고 적은가? 3) 유전자가 단백질로 발현 되었을 때 생리적으로 어떠한 특성을 가지는가? 4) 활성화된 단백질이 되기 위해 어떠한 번역 후 수식 과정을 거치는가? 등의 문제들의 해답을 위해서는 유전정보에서부터 전사되고 번역되어 최종적으로 생명체내에서 기능을 나타내는 단백질들을 분석하지 않고는 그 유전자의 세포내의 역할과 기능을 알 수가 없다. 그리고 유전자에서 전사된 mRNA가 단백질로 번역되는 단계도 세포, 조직, 시간, 외부환경 등에 따라 다양한 것으로 알려져 있다. 그렇기 때문에 직접적으로 생명체 내에서 어떠한 기능을 나타내는 단백질을 직접적으로 연구해야 할 필요가 있다.</p> <h1>Chemical genomics에 의한 유전자 분석</h1> <p>인체를 비롯한 생물의 유전체 염기서열 정보의 완성으로 생명의 실체에 대한 이해를 획기적으로 앞당길 수 있는 기능유전체학 (functional genomics) 시대가 도래하였으나, 인체와 벼 등에서 3 만 여 개로 추정되는 유전자들의 기능 분석에는 더 많은 시간과 노력이 필요하다. 이러한 필요성에 등장한 효율적인 연구방법론으로 인체에서 질병연구 및 치료약의 개발을 위해 새로 등장한 platform tech-nology중 하나가 미국 하버드 대학의 Stuart L. Schreiber 교수 (2003)의 주도로 생겨난 화학 유전체학 (chemical genomics)이다. 유전자의 기능 해석을 위한 기존의 보편적인 방법은 특정 유전자에 화학적 변형을 유발한 돌연변이체를 이용하는 것이었으나, 유전자의 변형 없이 유전자의 산물인 단백질과 친화도가 높은 화합물을 이용하여 단백질의 기능을 직접 조절함으로써 유전자를 돌연변이 시켰을 때와 상응하는 효과를 나타낼 수 있다는 것이 화학유전체학의 개념이다.</p> <p>현재 화학유전학은 순화학유전학적 접근에 초점을 맞추고 있다. 식물에서 특정 표현형을 주는 표적단백질들의 새로운 기능의 발견은 식물의 생장과 발육, 병원균이나 해충방제 등의 표적이 될 수 있고 그 표적에 결합하는 저분자화합물은 바로 식물의 생장과 발육을 조절하는 새로운 물질의 동정이 가능하고, 또 새로운 개념의 농약 개발을 위한 선도물질로서 활용할 수 있기 때문에 가장 효율적인 유용 화학물질의 발굴과 식물의 발달을 조절하는 화학물질 및 새로운 농약 후보 물질 도출 기법으로 각광받고 있다. 화학 유전체학에서는 대량의 다양한 화학물질을 이용하여, 대량의 유전자의 발현과 기능을 연구하는 학문이다. 화학 유전체학은 분자량 1,000 이하의 저분자 화합물과 최신 유전체학의 개념 및 기술을 사용하여 유전자 기능해석과 신약 개발의 효율성을 극대화하는 새로운 패러다임의 연구 기법이다. 즉, 특정 유전자의 기능을 알아보기 위해선 그 유전자에 대한 화학적 변형을 유발한 특정 돌연변이체를 이용하는 기능유전체학과 달리, 화학유전체학은 유전자의 변형 없이 그 유전자가 생산하는 단백질과 친화도가 높은 화합물을 이용하여 단백질의 기능을 직접 조절함으로써 유전자의 정체 및 기능을 규명 할 수 있다. 화학 유전체학은 유전체학 계열중에서 신약 개발 및 새로운 농약 개발과 가장 가까운 분야이다. 즉, 특정 유기화합물이 생체기능을 조절하는 활성이 있는 경우 이 화합물질은 생체 기능을 조절하는 신약개발의 선도물질로서 화학적 정보(chemoinformatics)를 제공할 뿐만 아니라 이들 화합물의 세포내 표적 단백질이 결정될 경우 이 단백질이 특정 병과의 관련 여부를 확인하게 할 수 있게 함으로써 단백질의 기능을 매우 간편하고 효율적으로 해석할 수 있는 유용한 수단이 될 수 있다.</p>