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Bioin스페셜 WebZine 2011년 25호 [화학생물학 연구동향]

형광현상의 기본 원리 및 저분자 형광물질을 활용한 생물학 연구 방향

박승범  서울대학교 화학과 교수

김은하  서울대학교 화학과 Post-Doc 

1. 서론

  
Human Genome Sequencing을 위한 20세기 말의 게놈 프로젝트 이후, 이제 인류에게 직면한 새로운 도전은 생체내에 있는 유전자의 산물인 단백질들의 역할과 그들의 상호작용이 우리의 몸에 어떤 영향을 미치고 있는지를 이해하는 것이다. 이러한 이해는 질병의 조기 발견과 새로운 치료제 및 치료 방법의 개발에 많은 도움을 줄 수 있는 biomarker들의 발굴에 많은 도움을 줄 수 있을 것이라 기대되고 있다. 이러한 생명현상의 분자수준에서의 이해를 목표로 하고 있는 화학생물학은 화학이라는 도구를 이용해 단백질들의 기능을 조절할 수 있는 저분자 생리활성 물질을 개발하고 이를 이용하여 생명현상을 이해하고자 한다. 이러한 저분자 생리활성 물질의 개발을 위하여 최근 들어 표현형 기반의 신약개발 전략이 주목받고 있다. 표현형 기반의 전략은 동물세포 또는 worm, zebrafish등의 모델 유기체에 테스트 화합물을 처리하여 표현형(Phenotype)의 변화를 관찰하고, 이를 통해서 도출한 새로운 유효 저분자 화합물을 통해서 이와 작용하는 표적단백질을 규명하고자 한다. 또한 이러한 확인과정을 통해서 새로운 치료학적 표적 및 기능조절물질을 도출하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 표현형 기반의 전략에서는 세포안의 신호체계가 어떻게 변화하는지를 알려줄 수 있는 고효율 리포트 시스템을 통해서 유효화합물을 도출해 낼 수 있는 플렛폼이 매우 중요하다. 이를 위하여 매우 많은 수의 전략들이 개발되고 있는데 각각의 전략이 가지는 선택성과 감도에 따라서 스크리닝 전략의 승패를 결정한다고 해도 과언이 아니다. 이번 총설에서는 여러 가지 스크리닝 전략 중에서 중요한 방법으로 활용되고 있는 형광 시스템에 대해 알아보고 이를 이용한 생명현상의 연구가 어떻게 진행되고 있는지 살펴보고자 한다.

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