[베리타스알파=정우식 기자] KAIST는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 그람 음성균과 양성균 모두를 포함한 다양한 박테리아에서 표적 유전자를 효과적으로 억제할 수 있는 신규 sRNA 도구를 개발했다고 10일 밝혔다. 해당 연구 결과는 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난달 24일 자 온라인 게재됐다.

sRNA는 대장균에서 표적 유전자를 억제하기 위해 합성 조절하는 효과적인 도구이지만 그동안 대장균과 같은 그람 음성균 외에 산업적으로 유용한 고초균이나 코리네박테리움 같은 그람 양성균에서는 적용이 어려웠다. 이에 KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀은 그람 음성균과 양성균 모두를 포함한 다양한 박테리아에서 표적 유전자를 효과적으로 억제할 수 있는 신규 sRNA 도구를 개발했다.

연구팀은 우선 미생물 데이터베이스를 이용해 수천 종의 미생물 유래 sRNA 시스템을 검토했고, 그중 가장 높은 유전자 억제능을 보여준 `고초균(Bacillus subtilis)' 박테리아 유래 sRNA 시스템을 최종 선정했고 이를 '광범위 미생물 적용 sRNA'(Broad-Host-Range sRNA, 이하 BHR-sRNA)라고 명명했다.

sRNA와 유사한 시스템으로는 유전자 가위로 잘 알려진 크리스퍼(CRISPR)를 개량한 크리스퍼 간섭(CRISPR interference, CRISPRi) 시스템이 있다. 유전자 가위의 핵심인 Cas9 단백질에 돌연변이를 일으켜 DNA를 자르지 않으면서 유전자 전사 과정만을 억제해 유전자 발현을 억제하는 시스템인데, Cas9 단백질의 분자량이 매우 높아 몇몇 박테리아에서 성장을 저해하는 현상이 보고됐다. 하지만 이번 연구에서 개발한 BHR-sRNA 시스템은 박테리아의 성장에 전혀 영향을 끼치지 않으면서도 CRISPR 간섭과 유사한 유전자 억제능을 보였다.

BHR-sRNA 시스템의 범용성을 검증하기 위해 연구팀은 다양한 그람 음성균 및 그람 양성균 16종을 선정하여 테스트했고, 그중 15종의 박테리아에서 BHR-sRNA 시스템이 성공적으로 작동함을 증명했다. 또한, 10종의 박테리아에서 기존의 대장균 기반 sRNA 시스템보다 유전자 억제능이 뛰어남을 증명했다. 이와 같이 BHR-sRNA 시스템은 다양한 박테리아에서 효과적으로 유전자 발현을 억제할 수 있는 범용 도구임을 입증했다.

최근 점차 심각해져 가는 항생제 내성 병원균 문제를 해결하기 위해, 연구팀은 BHR-sRNA를 이용해 독성인자를 생산하는 유전자를 억제하고, 결과적으로 병원성을 억제하고자 했다. 특히 BHR-sRNA를 활용해 병원 발생 감염균인 표피포도상 구균(Staphylococcus epidermidis)에서 항생제 내성의 원인 중 하나인 바이오필름 형성을 73% 억제할 수 있었고, 폐렴균인 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae)에서 항생제 내성을 58% 약화하는 결과를 보였다. 연구팀은 또한, BHR-sRNA를 산업용 박테리아에 적용해 표적 물질을 고효율로 생산하고자 했다. 특히 폴리아마이드 고분자의 원재료인 발레로락탐(valerolactam), 포도향 첨가제인 메틸안트라닐산(methyl anthranilate), 그리고 청색 천연염료인 인디고이딘(indigoidine)을 최고 농도로 생산할 수 있었다.

이번 연구를 통해 개발한 BHR-sRNA를 활용해 다양한 산업공정으로의 응용이 기대되며, 항생제 내성 병원균 퇴치를 통한 연구에도 활용될 수 있으리라 기대된다. 교신저자인 KAIST 이상엽 특훈교수는 "기존에는 각각의 박테리아마다 유전자 억제 도구를 새로 개발해야 했는데, 이번 연구를 통해 다양한 박테리아에서 범용으로 작동하는 도구를 개발했다”며 "앞으로 합성생물학과 대사공학, 그리고 병원균 대응연구 발전에 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 과기정통부가 지원하는 석유대체 친환경 화학기술개발사업의 바이오화학산업 선도를 위한 차세대 바이오리파이너리 원천기술 개발 과제의 지원을 받아 수행됐다. 

RXDX 주가 4월17일 70% 폭등...머크에 피인수
궤양성 대장염·크론병 치료제로 'PRA023' 개발
12월7일 임상2상 결과 고무적...주가 180% 폭등

[서울=뉴스핌] 김현영 기자 = 미국 생명공학기업 프로메테우스 바이오사이언시스(종목명: RXDX) 주가가 17일(현지시간) 뉴욕증시에서 주당 193.51달러로 69.73%(+79.50달러) 폭등 마감했다. 지난해 5월 12일 기록한 52주 최저치인 21.50달러에서 800% 올라 52주 최고치 경신은 물론이고 사상 최고치를 찍었다. 글로벌 제약사 머크(MRK)의 인수 소식 덕분이다.

지난 16일 머크와 프로메테우스는 머크가 자회사를 통해 프로메테우스를 현금으로 주당 200달러, 총 108억달러에 인수하기로 최종 합의했다고 발표했다. 인수 가격은 프로메테우스 주식의 14일 종가인 114.01달러에 75% 프리미엄을 얹어 책정됐다. 이에 17일 주가는 인수 가격인 200달러에 가까운 수준으로 치솟았다.

2023년 주가 흐름 [자료=프로메테우스 바이오사이언시스]

2016년 10월 설립된 프로메테우스는 미국 캘리포니아주 샌디에이고에 본사를 둔 자가면역질환 치료제 전문 생명공학기업이다. 회사는 홈페이지에서 면역매개질환 치료를 위한 새로운 치료제와 동반 진단제품 후보의 발견·개발·상용화를 위해 정밀의학 접근법을 개척하는 임상단계 바이오테크라고 소개하고 있다.

설립 초기에는 염증성 장질환(IBD, 원인 불명의 설사·혈변이 계속되는 질환을 총칭)에 포커스를 맞췄지만, 현재는 위장(GI) 질환을 넘어 다른 자가면역질환까지 중점 분야를 확장 중이다.

머크는 이번 인수를 통해 궤양성 대장염과 크론병, 기타 자가면역질환 치료제로 개발되고 있는 프로메테우스의 신약후보 물질 'PRA023'을 자사 제품군에 추가해 자가면역질환 치료제 포트폴리오를 구축할 수 있게 됐다. PRA023은 아직 미 식품의약청(FDA) 승인을 받지 않았지만 지난해 12월 7일 공개된 임상 2상 시험 결과는 긍정적이었다.