당쇄생물학의  국제적 동향

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당쇄생물학의 국제적인 동향



국제적인 Post-Genome 당쇄공학의 연구동향: 포스트 게놈에서 주목받는 당쇄연구

김 철 호 교수
전 과학기술부 복합당쇄생합성제어 국가지정연구실 책임자
성균관대학교 자연과학부 생명과학과 분자세포당생물학 연구실


1)당쇄연구의 중요성
작년 인간게놈배열의 개요가 공표되어 의료, 창약, 식품분야등에 응용을 목표로 한 포스
트게놈연구에 각국이 그 대책을 찾는 와중에 당쇄연구가 세계적으로 각광을 받고 있다.
당쇄란 몇 종류의 단당이 몇 개에서 수십개로 분지하면서 만들어진 구조를 특징으로 하
며, 단백질과 지질등에 결합하여 그 기능을 발휘시키는 역할을 담당하는 물질이다.
암, 신장병, 면역반응, 감염증등에 대한 의약품개발에서 매우 중요한 target이 되는 대부
분은 특정구조의 당쇄가 결합해야만 그 기능이 발현되므로 적당한 구조의 당쇄를 단백질등
에 결합시키는 작업이 필수적이다. 이에 일본과 미국의 포스트게놈연구로서 2002년에 새로
운 기획연구가 추진중인 동향을 간단히 설명한다.

2) 일본의 당쇄연구 추진현황과 국제적인 기여도
당쇄는 유전자나 단백질에 비하여 해석이 곤란하여 연구자 수가 적은 영역이지만 일본
에서는 전통적으로 이 영역의 연구를 발전시켜 세계를 선도하고 있다.
당쇄합성에 관여하는 유전자는 사람에서 약 300개정도로 예측되지만 현재까지 발견된
약 110개의 절반정도를 일본인 과학자에 의해, 30%는 미국과학자들이 그리고 나머지는 유
럽학자들에 의해 이루어져 있다. 한국에서는 매우 일부만이 이루어져 있다. 또한 특허출원과
등록에서는 50%이상을 일본인 과학자들이 출원등록하고 있을 정도로 일본의 전통적인 분야
라 하겠다.
이렇게 일본은 10년전부터 선도적으로 당쇄연구를 추진하여 왔으며 현재 일본국내에 여
러개의 세계적인 당쇄연구기관을 설립하여 추진중이다. 예를 들어서 개인레벨이나 그룹레벨
에서 대형예산을 통한 프로젝트를 수행중이며 산업총합연구소에 당쇄공학센터를 새로 설치
하였으며, 타카라바이오(주)의 지원으로 오사카대학에 당쇄치료학강좌의 설치, 북해도대학에
차세대 포스트게놈센터의 설치등이 대표적인 것들이다. 그래서, 당쇄구조해석, 당쇄기능해석,
당쇄생합성 유전자발견, 당쇄자동합성기 개발등을 성공적으로 추진하여 왔다. 또한 작년의
당쇄연구비는 대폭 상향조정된 바가 있다.

3) 미국이 2002년 당쇄연구추진을 강화
미국에서는 이미 당쇄생물학연구의 중요성과 일본의 우월성을 인정하고 작년부터 대형
프로젝트를 개시하였다. 예를 들어서, 미국NSF의 연구회는 작년 2001년 9월 제출한 연례보
고서에서 일본의 당쇄연구 선진성을 지적함과 동시에 당쇄연구를 포스트게놈연구의 핵심분
야의 하나로서 정의를 내리고 연구개발촉진을 제안한 바 있다. 나아가서, NIH에서는 앞으로
5년간 약 440억원의 예산을 들여 당쇄연구 프로젝트를 시작하기로 하였다.
과학전문잡지 Science는 2001년초 당쇄연구가 지금까지 게놈연구나 단백질연구에 비교하
여 볼 때, 말하자면 신데렐라로 이제 겨우 당쇄연구 궁전에 들어가게 되었다고 표현한 바
있다.

4) 향후 당쇄에 관한 연구개발 포인트
신규의약품 개발에 연결점이 되는 당쇄기능 해명과 당쇄에 대한 기초연구에서 우리의 능
력을 한층 발전시킴과 동시에 산학연의 효과적인 연구체계확립을 통한 신속하게 실용화시키
는 체제강화가 필수적이다.
당쇄는 구조와 기능해석 및 당쇄합성에 시간과 노력이 필요하다는 특성이 연구추진을
어렵게 하는 이유가 되지만, 게놈해석이 해석기술개발로 비약적으로 촉진됐듯이, 당쇄해석
과 합성에 관한 혁신적인 기술개발이 앞으로의 연구개발경쟁력을 결정할 것이다.

김철호 성균관대학교 생명과학과 분자세포당생물학연구실