바이오인

유전코드 확장 기술과 응용
(Genetic code expansion technology and its applications)

서강대학교 화학과 이현수 교수

1. 서론

지구상의 생명체들은 핵산을 통해 유전정보를 저장하고, 이 정보가 단백질 생합성으로 발현되는 공통된 시스템을 사용하고 있다. 특히 박테리아에서 사람에 이르기까지 같은 단량체의 뉴클레오타이드와 아미노산을 사용하고, 또 이들을 이용하여 핵산과 단백질을 생합성하는 시스템이 동일하다는 점은 매우 흥미로운 사실이다. 이러한 체계가 전체 생명체에 있어서 동일하게 유지된다는 점은 현재의 이 시스템이 최적화에 가깝다는 점을 시사하기도 한다.

그러나, 우리가 생명현상에 대한 지식을 조금씩 넓혀감에 따라, 생명체가 가지고 있는 최적화에 가까운 시스템을 변형하여 향상된 또는 새로운 기능을 수행할 수 있는 생명체를 만드려는 노력이 다양한 분야에서 진행되고 있다. 그 중에서 단백질을 구성하는 20개의 아미노산 외에 추가된 아미노산을 단백질 합성에 사용하는 바이오 시스템을 구축하려는 노력이 성공적인 결과로 나타났고, 현재 다양한 분야로 확대되고 있다.

이러한 확장된 유전코드를 가지는 생명체를 이용하면 생화학적으로 유용한 비천연 아미노산 (unnatural amino acid, UAA)을 원하는 단백질에 도입하여 생명현상 연구와 바이오 의약품 등 다양한 분야에 발전을 가져올 수 있을 것으로 기대된다. 여기서는 UAA를 유전적으로 도입하는 유전코드 확장 기술과 이를 이용한 최신 응용 연구에 대해서 소개하고자 한다.

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