유전자 알파벳 혁신: 새로운 단백질 기능 창출 연구 발표

Seoul스크립스 연구소의 연구진은 기존의 세 염기 코돈 대신 네 염기 코돈을 사용하여 유전적 변화를 일으키고 단백질 생성을 확장하는 새로운 방법을 발견했습니다. 이 방법은 비정상적인 아미노산을 단백질에 포함시킬 수 있게 하며, 이는 생명공학, 신약 개발, 합성 생물학 분야에서 큰 발전을 이룰 가능성을 제공합니다.

전통적인 유전 암호는 세 개의 RNA 뉴클레오타이드(코돈)로 하나의 아미노산에 해당하는 시스템을 사용합니다. 이 전통적인 모델은 단백질을 20개의 표준 아미노산 조합으로 제한합니다. 그러나 과학자들은 새로운 특성을 가진 단백질을 만들기 위해 이 시스템을 개선하고자 했습니다. 스크립스 연구소의 연구자들은 단백질의 기능을 확장할 수 있는 비표준 아미노산을 보다 쉽게 포함할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다.

이 혁신의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 세 개의 뉴클레오타이드 코돈 대신 네 개의 뉴클레오타이드 코돈을 사용합니다.
• 전체 유전체를 변경하지 않고 비정형 아미노산을 추가할 수 있습니다.
• 정상적인 세포 과정 및 안정성을 유지합니다.
• 다양한 용도에 맞는 특정 단백질을 생성할 수 있습니다.

이전 방법들은 코돈을 변경하기 위해 광범위한 유전체 편집이 필요했으며, 이는 세포의 안정성과 정상적인 기능에 위험을 초래했습니다. 새로운 방법은 전체 유전체를 변경하지 않고도 유전 암호에 더 많은 옵션을 추가할 수 있는 네 뉴클레오타이드 코돈을 사용합니다. 이 방법은 세포가 이러한 코돈을 정확하게 인식하고 사용할 수 있게 하여, 드문 아미노산을 정밀하게 추가할 수 있도록 합니다.

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연구팀은 특정 표적 주변에서 자주 사용되는 세 글자 코돈을 이용하여 유전자를 설계함으로써, 네 개의 뉴클레오타이드 코돈이 정확히 사용되도록 보장했습니다. 이 방법을 통해 세포는 네 개의 뉴클레오타이드 tRNA에 맞는 새로운 아미노산을 성공적으로 추가할 수 있었습니다. 그들은 이 기술을 입증하면서, 각각 최대 세 개의 비표준 아미노산을 포함하는 100개 이상의 새로운 펩타이드를 생성했습니다.

이 혁신의 활용 범위는 매우 다양합니다. 맞춤형 단백질은 더 효과적이고 정밀하게 작용하는 새로운 약물 개발을 가능하게 하여 의학 분야에 큰 발전을 가져올 수 있습니다. 제조업에서는 이러한 단백질이 더 안정적이고 기능적이어서 산업 공정을 개선할 수 있습니다. 화학 감지 분야에서는 새로운 단백질이 더 민감하고 정확한 감지 방법을 가능하게 할 수 있습니다.

아흐메드 바드란과 그의 팀은 단백질 공학을 위한 간단하고 효과적인 도구를 개발했습니다. 이 방법은 생물학적 분자와 작업하는 능력을 향상시킬 것이며, 다양한 과학 및 산업 분야에서의 발전을 이끌 수 있을 것입니다.