Chapter 13. 미생물과 생명공학
1. 미생물과 유전공학
- DNA 분자 modification -> genetic engineering -> Biotechnology 1) Pharmaceutical products(제약)
Insulin Insulin
(lac operon PM-signal sequence-Insulin) 인체세포의 insulin 유전자 확보
대장균의 plasmid vector 에 삽입
대장균에 삽입 (transformation)
대장균 증식 및 insulin 생산
Chapter 13. 미생물과 생명공학
HGH(human growth hormone) HGH(human growth hormone)
대장균에서 발현시킬 때 signal sequence가 문제됨
유전공학에 의해 해결 불필요한 부분 제거 후
재조합 cDNA 합성
Chapter 13. 미생물과 생명공학
2) Antisense molecules (안티센스분자)
- mRNA(sense)와 결합 단백질합성을 저해하는 RNA분자(antisense) Antisense technology and AIDS
Antisense technology and AIDS
- Coat protein mRNA 등의 inactivation
Chapter 13. 미생물과 생명공학
3) Biotech Vaccines
Anti-HIV vaccine Anti-HIV vaccine
- Vaccines : 미생물체, 불활성화된 virus, 미생물단편 -> 부작용 문제 -> antigen protein 주사를 이용한 항체형성 유도 -> 문제 해결
HIV 외막단백질 gp120, gp41 유전자클로닝-> 대장균에서 생산
환자주사
gp120과 gp41에 결합하는 항체 생성
Chapter 13. 미생물과 생명공학
4) DNA Vaccines
- 항원단백질 유전자를 함유한 plasmid - 감염성, 복제능 없이 특정단백질만을 생산 - 현탁액 주사로 면역성유발
5) DNA Analysis and Microbial Detection - DNA probe와 PCR 이용
- DNA probe :
- ss 합성 DNA로서 세포물질 속 상보가닥 DNA 위치 추적 - 방사성동위원소로 label
- target 유전자의 mRNA 단편 분리->reverse transcriptase에 의해 cDNA 합성->PCR PCRPCR
Chapter 13. 미생물과 생명공학
6) DNA Fingerprinting
- 1985년, Jeffreys -> 유전자들 사이에서 여러 번 반복되는 DNA 단편 발견(intron에 존재) - 사람에 따라 반복정도에 차이
- variable-number tandem repeats, VNTRs(vinters)로 불림 - 제한효소로 VNTRs 가장자리 절단-> 개인별 특이양상 발현 - 유전자검사, 법의학분야에 적용
Chapter 13. 미생물과 생명공학
7) Methods of Biotechnology A. 올바른 유전자 확보
- mRNA 분리 : Cellulose-linked poly-T DNA ->poly-A tail 에 결합 mRNA 분리 - mRNA 회수 -> cDNA 합성에 이용
- Reverse transcriptase : mRNA 주형으로 cDNA 합성 - DNA polymerase : cDNA를 주형으로 상보적 DNA 합성
Chapter 13. 미생물과 생명공학
B. Vector에 삽입 :
- marker 유전자 : 항생제 내성유전자 동시 부착으로 selection 용이 - retrovirus : 유용한 vector,
- RNA-containing virus-> 숙주세포에서 DNA 합성-> 숙주세포 염색체 삽입 C. Host cell의 선택 :
- 일반적으로 대장균이용 : 배양용이, 도입유전자 발현빈도 높음, 독성가능성 - 비병원성 세균 (Bacillus subtilis), 발효모(Saccharomyces cerevisiae) 등 사용 - 동물세포 : 세포배양 어려움, 고비용
D. 유전자 발현조건 제공
- 재조합유전자 제조 시 : PM 종류, 구조유전자의 배열 등 고려 - inducer 사용 여부
C. Products의 회수
- signal sequence 부착 : 유전자산물 세포외로 분비 - poly tag 부착 -> affinity chromatography 이용 가능
Chapter 13. 미생물과 생명공학
2. 미생물과 산업
- 생명공학과 미생물을 이용한 Biotechnology industry 1) Industrial Enzymes
- cellulase : stone-washed jean - amylase : 제빵, 맥주제조, 전분분해 - protease : 밀가루 글루텐분해(제빵)
- 육류연화제, 세제 - rennin : 치즈제조
- pectinase : 과일즙 펙틴분해 -> clear juice 2) 유기산, 비타민, 기타
- 구연산(citric acid) : 음료, 캔디, 포도주, 피혁가공 - lactic acid : 식품향료, 보존제
- lysine : 제빵 식품첨가제
- glutamic acid : MSG(조미료)
- steroid : 콜레스테롤, 성호르몬, 관절염치료제 - 향료
- 다양한 항생제
