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Jul 22, 2023

UC 어바인

혁신적인 기술이 수동 프로세스를 대체하여 신약 발견을 가속화합니다. 캘리포니아주 어바인, 2023년 8월 23일 — 캘리포니아 대학교 어바인 과학자가 이끄는 연구팀이

혁신적인 기술이 수동 프로세스를 대체하여 신약 발견을 가속화합니다.

2023년 8월 23일, 캘리포니아주 어바인— University of California, Irvine 과학자들이 이끄는 연구팀은 단백질과 펩타이드를 합성하는 모든 세포에서 발견되는 분자인 리보솜의 힘을 활용하여 약물 발견에 사용되는 방대한 화합물 컬렉션을 빠르고 효율적으로 생성하는 혁신적인 방법을 개발했습니다.

최근 ACS Central Science에 발표된 연구 결과는 현재의 수작업 집약적 프로세스를 대체할 수 있는 이 혁신적인 기술을 설명하고 있으며 다양한 질병 및 상태의 치료에 영향을 미칠 수 있는 신약의 발견을 가속화합니다.

화학 라이브러리는 유망한 활성이나 치료 가능성이 있는 분자를 식별하기 위해 스크리닝되는 분자 모음입니다. 스크리닝에는 신속한 실험이나 분석의 형태로 라이브러리에 있는 각 화학물질에 대해 동일한 생물학적 질문을 묻는 것이 포함됩니다.

"라이브러리 합성과 스크리닝은 새로운 의약품 발견의 첫 번째 단계입니다"라고 UCI 제약과학과 교수이자 이번 연구의 공동 교신저자인 Brian M. Paegel이 말했습니다. “이 새로운 기술을 통해 우리는 각각 라이브러리에서 단일 화합물의 수십만 복사본을 포함하는 초소형 젤 비드 라이브러리를 합성할 수 있습니다. 구슬에 너무 많은 분자 복사본이 배열되어 있어 과학자들은 각 라이브러리 구성원의 생물학적 활동을 직접 평가할 수 있으며 이는 신약 검색에 귀중한 기능입니다."

연구팀은 인간 세포의 핵과 다르지 않게 DNA로 장식된 자기 코어, RNA 폴리머라제라고 불리는 효소, 방대한 양의 리보솜을 포함하는 대략 인간 세포 크기의 젤 비드를 생성하는 새로운 접근법을 발명했습니다. DNA 코어는 특정 펩타이드 분자를 암호화하거나 이에 대한 조립 지침을 제공합니다. 인슐린은 약물이 된 자연 발생 펩티드의 한 예입니다.

DNA에서 RNA, 펩타이드 합성까지 세포의 유전 정보 흐름을 모방함으로써 연구진은 각 개별 젤 비드 내에서 유전적으로 암호화된 펩타이드 합성을 성공적으로 국지화했습니다. 중요한 것은 이 기술이 각각 고유한 DNA 태그가 있는 수백만 개의 비드에서 병렬로 실행되어 광범위한 라이브러리를 형성할 수 있다는 것입니다.

“구슬 자체도 중요한 성과입니다. 현재 노동 집약적인 수동 절차에 의존하는 화학 합성은 이제 리보솜에 의해 촉진되어 자연을 영감으로 사용하여 매우 큰 라이브러리를 준비할 수 있습니다. 과학자들은 이제 방대한 수의 분자를 동시에 탐색하여 제약 발견을 발전시킬 수 있으며, DNA로 인코딩된 자기 코어는 개별 화합물의 효율적인 추적 및 분석을 가능하게 합니다.”라고 화학 및 생물의학 공학 분야에서도 근무하고 있는 Paegel은 말했습니다.

이 방법은 효소 공학, 환경 친화적인 살충제 개발 또는 특정 물리적 특성을 가진 재료 생성과 같은 다른 영역에도 적용됩니다.

다른 팀 구성원으로는 공동 교신 저자인 사우스 샌프란시스코 Genentech의 과학자인 Christian Cunningham과 Alix Chan, 제약 과학 분야 UCI 프로젝트 전문가인 Valerie Cavett가 있습니다.

이 연구는 국립보건원(National Institutes of Health)의 보조금 번호 GM140890의 보조금으로 지원되었습니다.

Paegel은 이 작업의 일부 측면을 상업화하려는 샌디에이고의 생명공학 연구 회사인 1859 Inc.에 상당한 재정적 이해관계를 갖고 있으며 Cunningham과 Chan은 Roche의 주주입니다.

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