바이오인

Bioin스페셜 WebZine 2010년 16호 [합성생물학]

유전자와 게놈 합성 연구의 현황과 전망

방두희  연세대 화학과 교수

1. 서론

유전자 합성 기술은 데이터베이스에 저장되어 있는 유전 정보를 가공하여, 유전자나 게놈 길이의 DNA를 화학적으로 합성하는 기술로서 1kb 이상 유전자 수준의 DNA를 빠르고 높은 정확도 그리고 저비용으로 합성한다는 면에서 기존의 20~100bp를 주로 합성하던, 올리고뉴클레오타이드의 합성과는 구분된다. 본 글을 통해 합성 생물학 분야의 핵심 기술로 평가 받고 있는 유전자 합성의 현재의 기술 내용을 조사 분석하고 앞으로의 전망을 이야기하고자 한다.

2. 본론

1) 유전자 합성 연구의 트렌드

유전자 또는 게놈 수준의 긴 DNA를 합성하는 기술은 현재 진행되고 있는 합성 생물학 혁명을 주도할 기반 기술이 될 것으로 전망되고 있다. 현재 올리고뉴클레오티드 합성기술과 단위유전자 합성기술의 획기적인 발전으로 초고속에 저가로 유전자를 디자인하고 합성하여 실험에 활용할 수 있는 단계로 진입하고 있다. 유전자 합성 기술은 2004년 MIT에서 선정한 미래 10대 신기술 중 바이오 분야의 기술로 현재의 유전자 합성에서 차후에는 세포수준의 정보를 가지는 게놈합성으로 발전해 나갈 것으로 기대된다.

2) 유전자 합성 기술 적용 분야에 대한 개요

유전자 합성 기술을 통해 만들어진 합성 유전자가 직접적으로 활용될 수 있는 분야를 간추려서 요약하면 합성 게놈을 이용하여 만들어진 세포를 통해 cellulosic feedstock을 효율적으로 바이오 연료로 변환하는 기술 바이러스 게놈의 합성을 통한 백신의 개발, 유전자 클러스터의 디자인 및 합성을 통해 새로운 약 분자 생산, 유전자 디자인 알고리즘과 유전자 합성 기술을 이용한  최적화된 항체(antibody) 약의 합성 등으로 매우 다양하다.

유전자 합성기술을 과학과 산업에 적용시킨 예를 자세히 살펴보면 다음과 같다.

................계속

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