재조합 단백질의 안정적인 대량 발현을 위해서는 ER 스트레스를 받지 않도록 하는 것이 중요하다. ER 스트레스 신호 중 pro-survival 신호와 pro-apoptotic 신호가 동일한 분자를 이용하는 문제가 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 관련 세포 라인의 개발이 필요하며, ER 스트레스 응답의 upstream 신호 분자를 조작하는 것이 어려운 상황에서 effector mechanism의 targeting이 해결책을 제시할 수 있을 것이다.
<h2>ER stress signaling의 인지 및 작용의 조작</h2> <p>재조합단백질을 안정적으로 대량발현하기 위한 두 번째 접근 가능한 방법은 ER stress를 받지 않도록 함으로써 과축적 단백질과 ER stress signaling 사이의 상호작용에 대한 perception 또는 execution을 교란하는 것이다. 그러나 stress 인지 과정을 조작하는 것은 현시점에서는 불가능한 것 같다. GRP78은 ER 내에 과축적 되어 있는 단백질을 인지하는 가장 대표적인 센서로 알려져 있으며 또한 IRE1과 PERK의 inhibitor로도 작용한다. GRP78이 과발현 되어 IRE1과 PERK의 lumenal domain 부위와 결합하게 되면 이들 kinase의 활 성이 없어진다. 따라서 앞서 언급한 것과 같이 GRP78의 발현이 증가하면 단백질 분비가 저해되게 된다.</p> <p>Stress signaling의 실행에 관련되어 있는 분자의 억제에 관해서 가장 큰 문제점은 ER의 반응에 관련되어 있는 분자가 동일하게 pro-survival 신호와 pro-apoptotic 신호에 이용 된다는 것이다. 예를 들면, folding-facilitating chaperone의 활성에 필수적인 ATF6과 ATF4는 동시에 세포 제거에 관여할 것으로 보이는 gadd153의 발현을 증가시킨다. 더욱이, 재조합 단백질의 생산을 감소시키는 일부 스트레스 반응 경로의 억제는 세포 배양시 부정적인 영향을 끼칠 수도 있다. 예를 들면, PERK에 의해 전달되는 전반적인 단백질의 번역 억제는 스트레스를 받은 세포의 생존 능력을 약화시킬 수 있다. Gadd153이나 NF-kB와 같이 ER stress에 의해 활성을 갖는 전사 인자들의 다방면적인 영향 때문에 더욱더 그들의 조작이 제한된다. Apoptosis를 조절하기 위해서 어떠한 조작이 필요한지를 알기 위한 gadd153의 활동에 영향을 받는 downstream target와 기작에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 또한 NF-kB의 다양한 target들이 밝혀져 있지만 이들 유전자도 세포나 신호 전달 영역에 한정되어있다. 따라서 이러한 인자들에 대한 자세한 연구를 위해는 관련 cell line의 개발이 절대적으로 필요하다.</p> <p>ER stress response에서 upstream signaling molecule의 조작 또한 매우 난해해 보이기 때문에, 이들 response에 대 하여 얼마의 effector mechanism의 targeting은 해결책을 제시해 줄 수도 있을 것이다. Apoptosis는 대량 세포 배양 시 생산량의 한계를 가지게 하는 ER stress 중 하나로 오래 전부터 알려져 왔다. 따라서 apoptosis 단계로 들어가게 하는 불가역적인 단계에 참여하는 세포 신호를 규명하는 것은 상당한 경제적 파급효과를 나타낼 것이다. Caspase 활성이 이와 같은 역할을 할 것으로 생각되고 있다. ER에서만 발현되며 ER stress에 반응하여 apoptosis를 일으키는데 필수적인 caspase-12는 실마리를 제공할 수 있는 기회를 줄지도 모른다. Caspase-12와 JNK 활성 모두에 관련이 있는 TRAF2의 억제 는 또 다른 대안이 될지도 모른다. 그러나 apoptotic stress signal이 억제되어 있는 상황에선 세포가 바로 necrotic pathway로 진행될지도 모르기 때문에 apoptotic effector의 억제만으로는 충분하지 않는다.</p>