팀 엔지니어, 합성 유전 물질을 생산하는 새로운 효소 개발

캘리포니아 대학교 어바인이 이끄는 연구팀은 트레오스 핵산이라는 합성 유전 물질을 생성할 수 있는 효율적인 새로운 효소를 개발했습니다. DNA보다 본질적으로 더 안정적인 TNA의 인공 사슬을 합성하는 능력은 암과 자가면역, 대사 및 감염성 질환을 치료하는 데 잠재적으로 더 강력하고 정확한 치료 옵션을 발견하는 데 도움이 됩니다.

Nature Catalysis 에 최근 게재된 논문에서는 연구팀이 어떻게 이전 효소 설계 전략의 핵심 과제를 극복하고 충실하고 빠른 TNA 합성을 달성하는 10-92라는 효소를 만들어냈는지 설명합니다.

10-92 TNA 중합효소는 자연적 DNA 합성 능력에 점점 더 가까워지면서 미래의 TNA 약물 개발을 촉진하고 있습니다.

DNA 중합효소는 DNA를 정확하고 효율적으로 복제하여 생물체의 유전체를 복제하는 효소입니다.

그들은 생명공학과 의료 분야에서 중요한 역할을 합니다. 특히 COVID-19와의 싸움에서 볼 수 있듯이, mRNA 백신을 사용한 병원균 검출과 궁극적인 치료에 있어서 그들은 중요한 역할을 했습니다.

"이 성과는 합성생물학의 진화에 있어서 중요한 이정표를 나타내며 천연 및 인공 효소 시스템 간의 성능 격차를 크게 줄임으로써 새로운 치료적 적용에 대한 흥미로운 가능성을 열어줍니다." UC 어바인 약학 과학 교수이자 책임 저자인 존 차풋의 말입니다.

"DNA와 달리 TNA의 생물학적 안정성은 훨씬 더 광범위한 치료에 사용할 수 있게 해주고, 새로운 10-92 TNA 중합효소는 우리가 그 목표를 달성할 수 있게 해줄 것입니다."

연구팀은 고균의 관련 종에서 중합효소 조각을 재배열하는 상동 재조합이라는 기술을 사용하여 10-92 TNA 중합효소를 생산했습니다.

연구자들은 진화 과정을 반복하면서 활동성이 증가하는 중합효소 변종을 찾아냈고, 궁극적으로 천연 효소의 범위에 포함되는 변종을 찾아냈습니다.

차풋은 "미래의 약물은 오늘날 우리가 사용하는 약물과 매우 다를 수 있다"고 말했습니다.

"TNA의 효소 및 화학적 분해에 대한 회복성은 높은 특이성으로 표적 분자에 결합하는 유망한 약물 계열인 치료용 앱타머와 같은 새로운 치료법을 개발하기 위한 이상적인 후보로 자리매김합니다. 새로운 접근법의 발견을 용이하게 하는 효소를 엔지니어링하면 항체의 한계, 예를 들어 조직 침투 개선을 해결할 수 있으며, 잠재적으로 인간 건강에 훨씬 더 큰 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다."

캘리포니아 대학교 어바인의 다른 팀 멤버로는 대학원생인 Victoria A. Maola, Eric J. Yik, Mohammad Hajjar, 프로젝트 과학자 Nicholas Chim, 학부생인 Joy J. Lee, Kalvin K. Nguyen, Jenny V. Medina, Riley N. Quijano, Manuel J. Holguin, Katherine L. Ho가 있었으며, 모두 약학과 출신이었습니다.

이 연구는 MCB1946312 수여에 따라 National Science Foundation의 보조금으로 지원되었습니다. John Chaput, Victoria Maola, Eric Yik 및 University of California, Irvine은 10-92 TNA 중합효소의 구성 및 활성에 대한 특허 출원(PCT/US24/1159)을 제출했습니다. 다른 저자들은 경쟁 이익을 선언하지 않았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241008201414.htm