연세대학교 생명공학과 강혜진 교수팀이 세포 신호 및 신경 활성을 제어하는 방법인 화학유전학(Chemogenetics) 기술 제작 방법 및 사용 전략에 대한 총설 논문을 작성했다. 

연구 결과는 생물학, 물리학 분야 세계적 학술지인 ‘네이처 리뷰 메소드 프라이머(Nature Reviews Methods Primers, IF 39.8)’에 12월 14일 게재됐다.

인간 유전자는 수많은 단백질을 발현하는데, 그 중 약물가능(Druggable)한 단백질로는 크게 GPCR(G-protein Coupled Receptor, G 단백질-결합 수용체), 이온채널, Kinase 등이 있으며, 이들 단백질의 활성 조절은 주로 저분자 화합물을 통해 이뤄진다. 

하지만 저분자 화합물은 본래 '낮은 선택성'을 갖고 있어, 이로 인한 오프타겟(Off-target) 현상이 나타나 정밀한 신호 전달 기전 규명을 어렵게 해 약물 개발에 있어서 중요한 난관으로 여겨졌다. 예를 들어 조현병 치료제인 클로자핀은 약 50개 이상의 수용체와 상호작용하는 것으로 알려져 있고, 이온채널을 표적으로 하는 FDA 승인 약물들도 다른 단백질과의 상호작용 등이 보고돼 왔다.

이렇게 낮은 선택성 문제를 극복할 수 있는 대안으로 1991년 화학유전학 방식이 등장했다. 이 방식은 활성이 없는 특정 저분자 화합물에 반응하도록 인공단백질을 개발해 원하는 세포에 인공단백질을 주입하고, 그 단백질을 그 특정 저분자 화합물로 조절함으로써 높은 선택성으로 세포 활성을 조절하게 되는 방식이다.

GPCR, 이온채널, kinase 등을 기반으로 한 다양한 화학유전학이 개발됐는데, 현재까지 가장 널리 사용되는 것은 GPCR 기반의 DREADD(Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs) 플랫폼이다. 이는 말 그대로 설계자가 개발한 ‘디자이너 약물’에 의해 독점적으로 활성화되도록 설계된 ‘디자이너 수용체’를 이용하는 기술로서, 인체 내에서 생산되는 어떤 것에 의해서도 활성화되지 않고, 오로지 ... (하략)

출처 및 전문 확인 : 교수신문, https://www.kyosu.net/news/articleView.html?idxno=114114​