바이오-신약 생산 연구에 획기적 역할을 할 것으로 기대되는 이번 연구 결과는 국내 최초이자 세계에서 두번째다. 이번 연구에는 충북대 수의학과 현상환 교수와 축산학과 김남형 교수, 대구가톨릭대 김태완 교수가 참여했다.

이번 연구에서 사용된 특정 유전자 발현 조절은 인위적으로 도입된 외래 유전자가 테트라사이클린 계열의 항생제에 노출됐을때만 특이적으로 반응해 발현이 조절되는 기전(일어나는 현상)을 갖고 있다.

연구진은 돼지 태아 유래 섬유아 세포에 녹색형광 유전자가 삽입된 유전자 발현 유도 벡터를 도입시킨 후 체세포 복제 방법으로 4101개의 형질전환 복제 수정란을 생산했다.

생산된 형질전환 복제 수정란을 33마리의 대리모 돼지에게 이식해 총 38마리의 형질전환 복제 돼지를 생산했다. 생산된 형질 전환 돼지에 테트라사이클린이 첨가된 사료를 먹였을 때 돼지의 신체 곳곳에서 녹색형광 단백질이 발현되는 것을 확인했다.

현재까지 테트라사이클린 유도 유전자 발현 벡터시스템으로 생산된 형질전환 동물은 설치류 및 개 등에서 보고된바 있지만 대동물인 돼지에서 이런 시스템을 이용해 형질전환 복제 동물을 생산한 것은 세계에서 두번째다.

일반적으로 인슐린(당뇨병 치료제), 에리스로포에틴(혈액활성인자) 등 고가의 치료용 단백질은 체외에서 미생물이나 동물세포를 대량 배양해 극소량을 생산하고 있기 때문에 높은 생산 단가와 단백질의 약효를 결정하는 세포 내 단백질 공정이 생체보다 떨어지는 단점을 갖고 있었다.

그러나 돼지와 같은 대동물을 생체반응기로 이용할 경우 단백질 공정 문제점을 해결할수 있고, 젖과 같은 동물의 분비물에 바이오-신약을 분비하도록 해 생산효율을 극대화할수 있다.

김남형 단장은 “이번에 생산된 형질전환 복제돼지는 조기사망과 같은 부작용을 최소화할수 있는 유전자 유도 발현 시스템을 갖고 있기 때문에 평상시에는 특정 유전자가 발현되지 않다가 독시싸이클린(테트라사이클린 계열의 항생제)을 투입하면 유전자 발현시스템이 가동, 특정 유전자가 발현돼 바이오-신약 생산 연구에 획기적 역할을 할 것”이라고 말했다.

형질 전환 동물 대상 중 돼지는 해부학적, 생리학적으로 사람과 가장 유사한 동물로 유전학적으로도 게놈(genome)의 유사성이 98%로 세계적으로 형질전환 돼지의 생산에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

김남형 단장은 2013년 형질전환 녹색 형광소 생산을 통해 형질전환 동물의 생산 효율을 1%에서 20%로 향상시킨 바 있다.

충북대 동물바이오신약장기개발사업단 연구원이 19일 충북대 수의대 병원에서 형질전환 복제돼지에 대해 설명하고 있다.