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세포야화 4화 곤충은 단백질 제조공장! 최서방
02-19 | VIEW : 2,167

곤충은 단백질 제조공장!


이번에는 더운 여름에 활발하게 활동하는 곤충 배양 세포에 대해 이야기합니다.

곤충의 몸은 전체가 체액으로 채워져 있으며, 기관을 통해 체액과 외부 환경 사이에서 산소와 탄산가스를 직접 전달하고 있습니다. 간단히 말하면 조직이나 기관들이 체액에 떠있는 상태이며 신체 자체가 배양 실험을 할 때의 상태와 비슷한 구조로 되어 있습니다. 그렇기 때문에 곤충 세포는 배양 주를 만들기 쉽다고 알려져 있습니다. 그리고, 곤충 배양 세포는 단백질 합성 능력이 뛰어나며, E.coli나 인간 배양 세포와 비교하여 많은 장점이 있기 때문에 단백질의 생산 공장으로서의 역할이 기대되고 있습니다.







포유동물과 곤충 배양 세포의 차이점 1 : 분열 수

곤충 세포는 무한히 세포 분열을 반복할 수 있기 때문에, 정상 세포로부터 배양 세포를 확립 할 수 있습니다. 인간을 비롯한 포유동물의 세포는 약 60번 정도의 분열이 끝나면 더 이상 분열하지 않기 때문에 배양 세포로 만들기 위해선 암 세포로 만드는 방법밖에 없었습니다.

포유동물과 곤충 배양 세포의 차이점 2 : 생육 환경
배양 과정에서 배양액이 알칼리성으로 변화하는 것을 막기 위해서 포유동물의 배양 세포는 CO2 인큐베이터를 사용합니다. 알칼리화를 방지하기 위해 고농도의 이산화탄소에서 세포를 배양하여 배지를 pH7로 유지하지만 곤충 세포는 대사 과정에서 생기는 유기산을 배지에 방출하여 산성화가 일어나기 때문에 CO2 가스가 필요 없습니다.

포유동물과 곤충 배양 세포의 차이점 3 : 생육 온도
대부분의 곤충은 변온동물입니다. 그래서 포유동물보다는 더 낮은 25 ℃의 실온에서도 성장합니다. 18 ~ 29℃정도의 넓은 범위의 온도 범위에서도 배양이 가능하며 20 ℃ 정도의 온도에서도 세포가 죽지 않고 증가한다고 알려져 있습니다. 즉, 학회 등에서 임시로 연구실을 만든 경우에도 20℃를 유지해주면 계대배양을 할 필요가 없습니다.

단백질의 제조 공장으로서의 장점 (대장균과 비교)
곤충세포도 일반세포같이 바이러스를 이용하여 벡터를 세포안에 주입하여 단백질을 합성할 수 있습니다. 일반적으로 많은 양의 단백질을 얻기 위하여 자주 사용되는 것은 E.coli입니다. 그러나 대장균에 원하는 단백질을 대량으로 만들면 응집현상을 일으켜서 정제할 수 없게 되는 일이 많습니다. 그에 비해 곤충배양세포는 만들어진 단백질이 생리활성을 가진채로 체액으로 방출되어 응집현상 걱정 없이 대량의 단백질을 만들 수 있습니다.

곤충 세포주의 예
곤충 배양 세포로는 담배거세미나방종의 Spodoptera frugiperda (도둑나방)에서 확립 된 SF 주가 유명합니다. 도둑나방의 성충은 날개를 펼쳤을 때 3 ~ 4cm 정도의 크기로 성장하며 날개의 색깔은 회색과 갈색, 삼각형의 흰색 무늬가 날개 중앙에 있는 것이 특징입니다. 일반적인 SF9과 SF21는 암컷 번데기의 알세포에서 확립 된 IPLB - Sf - 21 - AE에서 유래합니다. 높은 발현 능력을 가진 baculovirus로 감염시킬 수 있기 때문에 단백질과 약제를 대량으로 생성하는 과정에 사용됩니다. 지금도 곤충-바이러스 계통을 이용하여 의약품, 진단 의약품 등의 제조가 활발히 진행되고 있습니다.


Note
곤충 배양 세포는 단백질의 생산 공장으로 관심이 집중되고 있습니다.
곤충 배양 세포는 온도 28℃에 CO2가 없는 조건에서도 배양할 수 있습니다.
곤충 배양 세포주로 유명한 SF주는 담배거세미나방 종 Spodoptera frugiperda의 번데기 알 세포에서 설립되었습니다.


출처: GE Healthcare

링크 : http://www5.gelifesciences.com/APTRIX/upp01077.nsf/Content/korea~korea_jpn1#

Song Hun CHOI
Thanks!!! Enlightening! 02-20  
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