복어독은 사람에게 독성이 있는 신경마비 독소이지만 신경전달 메커니즘을 연구하는 생화학 시약으로도 사용된다. TTX는 신약으로 개발될 가능성이 있으며, 이를 효율적으로 생산할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 해양미생물이 TTX 및 관련 유도체를 생산할 수 있는 능력을 갖췄다는 연구결과가 나왔지만 국내에서는 생명공학적 TTX 생산 잠재력에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구는 해양미생물을 이용한 보다 효율적인 TTX 생산을 위한 배양조건 최적화를 목적으로 하였다.
<h1>서 론</h1> <p>복어독 (tetrodotoxin, TTX)은 5,000-6,000 MU(mouseunit)/mg 정도의 비독성을 가지는 대표적인 신경마비 독소이다. TTX는 치명적인 독성으로 인하여 단순히 위험물질로만 인식되어 오다가, 신경 생명과학의 발전과 더불어 신경전달 메카니즘 연구를 위한 고가의 생화학시약으로 그 수요가 증가되고 있다. 최근에는 말기 암 환자용 진통제, 류마치스형 관절염 치료제, 근육 국소 이완제 등의 새로운 신약 개발을 위한 선도화합물로써의 가능성도 부각되고 있어 고가의 TTX를 효율적으로 생산할 수 있는 적절한 기술 개발이 요구되고 있다. 지금까지 TTX는 복어 계기물로부터 직접 분리 - 정제하는 방법으로 제조되어 왔으나, 품질관리가 보다 용이한 생물공학적 생산방법 등의 새로운 제조기술 개발이 필요하다.</p> <p>복어를 포합하여 독성이 있는 해양 생물체의 기생 세균들을 대상으로 한 일련의 연구 결과 Vibrio alginolyticus 등의 해양 미생물들로부터 TTX 및 관련 유도체인 anhydro TTX 생성능이 확인되었다. Vibrio 계열뿐만 아니라 Photobacterium sp., Aeromonas sp., Pseudomonas sp. 등에서도 TTX 생성능이 확인되었다. 따라서 이들 해양 미생물을 이용한 TTX의 생물공학적 생산의 가능성이 제기되고 있다. 그러나 국내에서는 TTX를 생성할 수 있는 해양 미생물의 분리·동정 및 이를 이용한 생물공학적 TTX 생산에 대한 연구가 미흡한 편이다. 또한, 기존에 보고된 해양 미생물에 의한 TTX 생성에 대한 연구들도 단순히 TTX 생성 여부정도만을 확인하는 수준에 머무르고 있는 실정이다. TTX가 현재에는 생화학 시약으로만 사용되고 있지만 주름살 제거를 위한 안면 근육 국소마취제로도 응용되는 등 새로운 가능성이 밝혀지고 있으므로 해양 미생물을 이용한 TTX의 생물공학적 생산에 대한 연구는 의미가 있다. TTX의 효율적 셩산을 위해서는 다량의 균체량 확보를 위한 배양 조건의 최적화가 중요하다. 주요 배양 조건둘이 독립 변수로 서로 복합적인 상호 작용을 할 수 있으므로, 배양 조건의 변화가 세포 생장에 미치는 영향에 대해 반응 표면 분석법(response surface analysis)을 이용해 최적화시키는 연구가 많이 진행되어 왔다. 반응 표면 분석을 위한 실헙 계획법으로는 중심합성계획법 (central composite design)이 주로 사용되는데, 요인 배치법보다 횔씬 적은 양의 실험회수를 가지며 기존의 회퀴모형에 오류가 있는 경우 기존 실험치에 새로 구한 실험값만 추가시키면 된다는 장점 등이 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 해양 미생물을 이용한 생물공학적 TTX 생산을 위한 기초를 마련하고자 국내에서 유통되고 있는 활어 상태의 복어 내장으로부터 신규로 분리한 TTX 생성능이 있는 Vibrio sp. YE-101에 대하여 반응표면 분석법을 이용하여 배양 조건 최적화를 실시하여 보다 효율적인 TTX 생산을 시도하였다.</p>