대사공학-유전자 조작연구 초석 마련

• KAIST 이상엽 교수팀 단백체 연구...美 분자생물학회지 6월호 게재

대사공학 및 맞춤형 유전자 조작 연구에 초석이 되는 미생물 분자생물학 연구가 국내 연구진에 의해 처음 발표됐다. KAIST(생명화학공학과 이상엽 교수)는 최근 미국 미생물 분자생물학리뷰지(Microbiology and Molecular Biology Review) 6월호에 '대장균 단백체 : 과거, 현재, 미래전망'이라는 제목으로 논문을 게재했다.

이번 논문은 단백체 기술에 관해 ▲이차원 전기영동 젤을 이용한 방법(gel based approaches) ▲비전기영동 젤을 이용한 방법(non-gel based approaches) ▲컴퓨터를 이용한 방법(predictive proteomics)을 각각 과거, 현재, 미래로 분류해 분석했다.

논문에서는 또 온도, 산도(ph), 산소 등 외부환경요소 자극에 따른 대장균 단백체의 유동적 반응을 연구해 대사공학 및 맞춤형 유전자 조작을 통한 유용 단백질의 생산성 증대 및 개선에 관한 응용사례를 제시했다.

이와 관련 대사공학은 유용 단백질의 생산성 증대 및 개선에 응용사례를 밝히는 데 중요한 기술로 분자생물학 및 화학공학적 기술을 이용해 새로운 대사회로를 도입하거나 또는 기존의 것을 증폭, 제거, 변형시켜 세포나 균주의 대사특성을 맞춤형(directed modification)으로 바꾸는 기술이다.

이번 단백질 연구는 유전자 기능을 밝히고 세포내 실제적 현상을 전체 단백질 단계에서 통합적으로 파악하는 수단을 제공할 것으로 전망된다. 이 교수는 "우리나라는 미생물 단백체 분야에서 경쟁력이 있고 동식물 대상 단백체 연구도 국제적으로 아주 우수한 수준"이라며 "이번 연구를 계기로 국내 생명공학 분야의 학술·산업적 성과들이 쏟아져 나올 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편, 이 교수 팀은 심사과정에 참석한 외국 전문가들의 요청에 따라 인터넷상에서 대장균 단백체 정보를 제공하는 웹사이트를 준비 중 이다.

KAIST 생명화학공학과 이상엽 교수

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이상엽 교수는 1986년 서울대학교 화학공학과를 졸업하고, 1991년 미국 노스웨스턴대학교 화학공학과에서 석박사를 마쳤다. KAIST에서 약 12년 동안 대사공학에 관한 연구를 집중적으로 수행하여 그간 국내외 학술지논문 208편, proceedings논문 144편, 국내외 학술대회에서 748편의 논문을 발표하였고, 기조연설이나 초청 강연을 200여회 한 바 있으며, Metabolic Engineering(Marcel Dekker 사 발간) 등 다수의 저서가 있다. 그간 202건의 특허를 국내외에 등록 혹은 출원하였는데, 미국 엘머 게이든상과 특허청의 세종대왕상을 받는 등 기술의 우수성이 입증된 바 있다. 생분해성고분자, 광학적으로 순수한 정밀화학물질, DNA chip, Protein chip 등의 기술 개발에서 탁월한 연구 업적을 쌓았고, 최근에는 소위 omics와 정량적 시스템 분석기술을 통합하여 생명체 및 세포를 연구하는 시스템 생명공학분야 연구와 게놈정보 이용 생물공정기술 개발에 매진하고 있다. 李 교수는 그간 제 1회 젊은 과학자상(대통령, 1998), 미국화학회에서 엘머 게이든(Elmer Gaden)상(2000), 싸이테이션 클래식 어워드(미국 ISI, 2000), 대한민국 특허기술 대상(2001), 닮고 싶고 되고 싶은 과학기술인(2003), KAIST 연구대상(2004), 한국공학한림원 젊은 공학인상(2005) 등을 수상하였고, 2002년에는 세계경제포럼으로부터 아시아 차세대 리더로 선정되어 활동 중이다.