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곤충과 분비물을 활용한 의약품개발

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곤충과 분비물을 활용한 의약품개발

 

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항생제 내성 문제, 구더기 치료로 넘어선다 2007.01.26 ⓒScience Times  

구더기, 죽은 세포 먹으며 항생물질 분비


재래식 화장실과 같이 썩고 더러운 곳에는 항상 파리가 꼬이고, 얼마 지난 후 구물구물 기어다니는 혐오생물 ‘구더기’가 무더기로 나타난다. 이처럼 영원히 지상에서 사라져야 할 해충으로 인식되던 ‘구더기’가 최근 치료용으로 부각되고 있다.

구더기는 청결한 청소부

이 구더기들은 환자의 환부 중에 썩거나 죽은 세포들만을 먹으면서 입에서 항생 물질을 분비한다. 즉 부패가 진행되고 있는 조직이나 고름을 깨끗하게 녹여서 먹어치우며 동시에 항생물질을 분비해 생체 조직을 공격하는 박테리아를 죽이고, 이를 흡수해서 환부 회복을 촉진시킨다. 이로 인해 환자의 환부는 살아있는 세포만 남고, 구더기가 내놓은 항생 물질로 환부가 치료되는 1석 2조 효과를 본다.

또한 구더기는 인간의 면역 기능을 피하는 능력을 갖고 있다. 그래서 환부에서 활발한 활동이 가능한 것이다. 더욱이 구더기가 환부에 대해 청소부 역할을 하는 도중 다른 감염을 일으키지 않아 그야말로 더러운 해충이란 인식은 선입견에 불과한 셈이다.


구더기 치료, 미 남북전쟁 때 활용

구더기는 이미 오래 전부터 외과 치료용으로 사용돼 왔다. 페니실린 항생제가 발견되기 전이던 1860년대 미국 남북전쟁. 당시 야전병원에서는 부상당한 병사들의 치료를 위해 환부에 구더기들을 사용했다.

특히 치료약이 부족하던 당시 병사들의 외상에 구더기가 톡톡한 효자 노릇을 한 셈. 그런데 1900년대 페니실린 발견과 함께 항생제가 개발되면서 구더기는 귀하신(?) 자리에서 밀려나 혐오 생물로 다시 전락했다.

그러나 최근 항생제 남용으로 항생제 내성이 생기는 사람들이 늘어나자 의학계는 다시 구더기를 이용한 치료에 관심을 보이고 있다. 미국 병원들은 특히 당뇨병이나 불의의 사고로 절단 수술을 받은 환부의 빠른 회복을 위해 구더기를 사용하기도 한다.


당뇨병 합병증에도 활용

영국에서는 당뇨병으로 인해 다리에 발생하는 합병증인 ‘궤양’에 구더기를 활용하는 실험을 하고 있다. 당뇨병으로 인해 다리에 발생하는 궤양은 일반적인 방법으로 치료가 어려웠다. 그러나 구더기가 난치병 치료의 길을 열어줄 것으로 기대된다.

핀셋으로 구더기들을 절단된 부위에 놓고 캐스트로 봉하면 득실거리는 구더기들의 본격적인 활동(?)이 시작된다. 그리고 며칠 후 캐스트를 열면 구더기들이 꽤 성숙해 있고, 상처 부위는 회복이 진전됐다. 이런 구더기 치료가 조직이 썩어 기존에는 절단해야 할 부위를 재생시켜 절단 수술을 예방하는 역할도 할 것으로 보인다.

 

구더기 분비물 연구 중

구더기가 썩은 조직을 먹어치우면서 내놓는 분비 물질에 대해 과학자들이 주목하고 있다. 사실상 구더기 치료를 적용할 수 있는 부위는 상처가 밖으로 드러난 외상 정도에 불과하기 때문에 과학자들은 아예 구더기 분비물로 천연 치료제를 개발할 꿈을 품고 있다.

일례로 구더기가 분비물질을 내보내 인간의 면역 기능을 피하는 것을 응용해 해당 분비물을 대량생산해 장기 이식에 따른 거부반응을 없애는 데 활용하려는 계획을 갖고 있다. 또한 여러 감염치료에 구더기 분비물을 사용하는 것도 고려 대상이다.

체내 응혈 부위를 녹이는 데에도 이 분비물의 일정 성분이 활용될 것으로 전망된다. 구더기 분비물의 장점은 저렴하면서도 효과가 이미 입증됐기 때문에 질병 치료에 있어 항생제를 대신해 향후 중요한 역할을 할 것이며, 치료 영역도 확대될 전망이다.


거머리도 치료용으로

한편 거머리 역시 치료용으로 사용되고 있다. 일례로 신체 일부가 절단됐을 때 봉합 수술을 한 경우 절단된 부위를 살리는 경우에 거머리가 동원된다.

사고로 절단됐던 신체 부위를 봉합 수술을 한 후 절단됐던 부위에 거머리를 놓는다. 그러면 거머리들이 활동하면서 절단됐던 부위에서 피가 난다. 그러한 과정 중에 거머리 입에서 나온 혈액응고 방지 물질이 신체 내로 들어가 피가 굳지 않고 흐르도록 해준다. 즉 거머리가 절단됐던 부위에 피의 흐름을 원활하게 해 줌으로써 해당 부위를 빠르게 회복시키는 기능을 하는 것이다. /서현교 객원기자


`구더기`로 상처를 치료한다 (서울=연합뉴스 06/06/15)

 

메디라바텍 4개병원서 임상..항생제 대체 가능성 제시

파리의 유충인 `구더기'가 욕창과 당뇨병성 족부궤양 등의 상처 치료에 효과적이라는 임상결과가 나왔다.

바이오기업인 메디라바텍은 국내 처음으로 무균 배양에 성공한 구더기(무균 마고트)를 당뇨성 족부궤양과 화상, 황색포도상구균(MRSA) 등의 치료에 적용한 결과, 항생제를 대체할 수 있을 정도의 치료효과를 나타냈다고 15일 밝혔다.

이번 임상은 강남베드로병원(13명)과 의정부 성베드로병원(5명), 한일병원(5명), 구로성심병원(1명) 등에서 모두 24명의 환자를 대상으로 이뤄졌다.

임상결과는 이날 서울교육문화회관에서 열리는 대한화상학회에 발표될 예정이다.

구더기를 이용한 상처 치료는 한번에 200여마리의 구더기를 염증이 생긴 상처부위(5×5㎝)에 올려 놓아 3~4일간 괴사하거나 손상된 조직을 먹게 하는 방식이다.

 

이런 식으로 최대 1개월 정도 치료를 받으면 상처 부위가 호전된다는 게 연구팀의 설명이다.

구더기는 200마리가 들어있는 1병당 10만원이다.

연구팀에 따르면 척추디스크 수술 후 MRSA에 감염돼 1년6개월여 간 치료를 받았으나 증상이 호전되지 않았던 윤모(55.여)씨의 경우 봉합수술을 하지 않았지만 구더기 치료 후 상처가 아물어 현재는 정상적 생활을 하고 있다.

또 교통사고로 오른쪽 발목 아래에 생긴 염증 때문에 괴사 위험이 있었던 소모(7)군의 경우도 구더기 시술을 8차례 받은 후 염증이 완전히 제거됐다는 게 회사측의 설명이다.

 

회사측은 구더기가 방어 차원에서 자신에게 해를 입히는 병원균을 죽이기 위해 분비하는 특수 물질이 상처 내에 남아있는 병원균을 사멸시켜 상처가 빨리 아물도록 하는 효과를 내는 것으로 분석했다.

 

사실 의학용으로 구더기가 상처치료 등에 사용된 것은 역사가 길다.

200년전 나폴레옹 군대의 야전의들은 구더기의 상처치유력을 기록하고 있다.

1차대전과 미국의 남북전쟁에서도 구더기가 부상한 병사들의 상처치료에 이용된 것으로 알려져 있다.

이 같은 구더기 치료는 1940년대 현대식 항생제가 개발되면서 사라졌다.

하지만 요즘에는 항생제 내성이 사회 문제가 되면서 미국과 유럽 등지에서 임상시험이 활발히 이뤄지고 있다.

국내에서 구더기 임상결과가 나오기는 이번이 처음이다.

 

미국 식품의약국(FDA)의 경우 2004년 구더기와 거머리를 `의료장비'로 승인한 바 있다.

이에 따라 미국에서는 구더기를 이용한 임상시험이 FDA의 허가사항이지만 국내에서는 생물에 의한 치료기술에 대한 규제조항이 없어 아직까지는 의사들의 진료행위에 해당한다.

 

메디라바텍 김헌태 연구소장은 "구더기가 분비하는 물질의 성분을 규명하는 작업을 대학 연구팀과 공동으로 진행 중"이라며 "이번 임상성과에 따라 기존 항생제 시장을 대체할 수 있는 세계 항생제 시장에 진입할 수 있을 것"이라고 말했다.  김길원 기자 bio@yna.co.kr

벼룩의 단백질이 동맥 질환에 특효 (서울=연합뉴스 2005/10/14)


벼룩이 엄청난 점프를 할수 있게해주는 것으로 알려진 일종의 단백질 유전자가 인간의 손상된 동맥을 치료하는데 사용될 수 있다는 연구결과가 나왔다고 BBC 방송 인터넷판이 12일 보도했다.


호주 연방과학산업연구협회 연구팀은 최신호 네이처에 실린 보고서에서 레실린이라 불리는 물질을 생산하는 이 유전자를 추출했으며 이를 이용해 수술할 때 사용될 수 있는 아주 강력한 탄성 중합체(重合體)를 만드는데 성공했다고 밝혔다.


연구팀은 실제로 과일파리로부터 이 유전자를 뽑아냈으며 대장균 속에서 많은 양의 레실린을 배양했다고 설명했다.


레실린의 뛰어난 물리적 특성은 이미 40년 전 이집트 땅메뚜기와 잠자리의 날개 조직 연구에서 밝혀졌듯이 벼룩의 엄청난 점프력과 초당 200회에 가까운 빠른 날갯짓을 가능하게 하는 것으로 알려져 있다.


이는 압력을 견디는 힘과 원상회복의 특성이 초강력 고무보다 더 뛰어나다.


연구팀은 실험 결과 인공 레실린이 부러지지 않고 본래 길이보다 3배 이상 늘어나는 등 이와 비슷한 특성을 가지고 있다는 사실을 밝혀냈다.


연구팀은 이 인공적인 중합체가 의약과 산업 분야에 광범위하게 쓰일 수 있고 손상된 동맥 내벽에서 탄성 물질을 대체하는데 사용될 수 있으며, 인간의 동맥에서 절대 필요한 십자형 엘라스틴과 유사하다고 밝혔다.


임페리얼 컬리지 런던의 로저 그린할프 교수는 동맥의 탄성이 회복되면 동맥이 두꺼워지고 딱딱해져 결국 심장마비를 일으키게 되는 아테롬성 동맥경화증이나 동맥 이상비대증 등 심장혈관 질환을 치료하는데 도움을 줄 수 있다고 말했다.


그는 이번 연구가 초기단계지만 벼룩의 탄성으로부터 인간에게 이로운 것을 뽑아낼 수 있다는 데서 매우 고무적이라며 동맥 비대는 동맥이 확대되는 과정을 막지 못한다면 환자를 죽음에 이르게 할 것이라고 설명했다. faith@yna.co.kr


빵효모 β글루칸 알레르기 억제에 효과 (약업신문 2004.11.09)


日 오리엔탈효모, 알레르기 유발 항체량 감소도 확인


일본 오리엔탈효모공업은 빵효모에서 유래한 β글루칸에 알레르기를 억제하는 작용이 있는 것을 발견했다.


β글루칸은 면역력 향상 등의 효과가 인정되어 기능성소재로 알려져 있지만, 이번에는 동물실험 등을 통해서 새롭게 알레르기에 유효하다는 것이 확인됐다.


알레르기성비염, 꽃가루알레르기, 아토피성피부염 등 3대 질환에 대해 동물실험을 실시한 결과, 비염에 의한 콧물이 감소하는 등 모든 증상이 개선되는 것이 확인됐다.


또, 알레르기를 일으키는 항체량도 감소, 향후 외부검사기관에 위탁하여 사람에 대한 실험도 실시할 방침이다.


β글루칸은 면역력 향상 및 장내세균총 개선 등의 효과가 있는 다당류. 빵이나 과자, 건강기능식품 등 다양한 식품에 사용되고 있다.


아가리쿠스 등 버섯류나 맥주효모 등에도 포함되는데, 각각 조성이 달라, 알레르기 억제에는 빵효모에서 유래된 β글루칸이 효과가 높은 것으로 밝혀졌다.

최선례 기자 (best_sun@yakup.com)


장수풍뎅이 굼벵이 당뇨 - 숙취에 좋다”(동아일보 2004-09-23)


장수풍뎅이 굼벵이가 당뇨증상 개선과 숙취해소에 효과가 있다는 연구결과가 나왔다.


충북 영동군농업기술센터가 경희대학교 식물대사연구센터 생명과학부에 의뢰해 납품받은 ‘장수풍뎅이 유충의 항 당뇨 및 숙취해소(간 보호) 활성 연구’에 따르면 장수풍뎅이 굼벵이는 직접적으로 혈당을 떨어뜨리지는 않았지만 당뇨의 여러 증상을 개선하고 췌장을 보호하는 효과를 냈으며 혈중 알코올 농도도 낮추는 것으로 나타났다.


연구팀은 흰쥐 대상 실험에서 물과 메탄올을 이용한 장수풍뎅이 추출물이 식이 음수량을 떨어뜨리고 지방 근육조직의 인슐린 작용을 늘려 글리코겐 함량을 증가시키는 효과를 냈다고 설명했다. 또 추출물을 알코올로 손상된 간에 투여한 결과 간조직의 중성지방과 형태학적 손상부분을 개선했고 혈중 알코올 농도도 낮췄다고 밝혔다.


연구팀 관계자는 “메탄올보다 물을 이용한 추출물이 당뇨와 숙취 모델에서 더 큰 효과를 낸 것을 볼 때 장수풍뎅이 굼벵이 활성물질은 수용성인 것으로 보인다”고 말했다.


한편 영동군 학산면 도덕리 일대 40여 농가는 2000년부터 버려지는 폐 표고목으로 장수풍뎅이를 사육하고 있으며 사육기술연구와 판로개척을 위해 ‘영동장수풍뎅이 연구회’도 설립했다.


벌이 가져다 준 선물 '프로폴리스' (중앙일보 2003-12-02)


벌집 만드는 천연 접착제…항염·항산화 효과 뛰어나


'프로폴리스 치약.비누.목캔디.화장품.껌…'.


벌이 가져다 준 천연의약품으로 알려진 프로폴리스의 다양한 의학적 기능이 입증되면서 건강기능식품으로서의 쓰임새도 넓어지고 있다.


프로폴리스는 벌집을 만드는 일종의 접착제. 벌들은 프로폴리스를 이용해 바람이나 비에 망가진 집을 수리하거나 고정한다. 재미있는 것은 프로폴리스가 단순한 견고제 역할뿐 아니라 항균작용을 한다는 것. 벌들은 집을 드나들며 자연스럽게 입구에 묻어있는 프로폴리스에 접촉돼 병원균이 내부로 들어가는 것을 막는다.


프로폴리스의 기능은 크게 세가지다.


첫째는 항염효과. 이 물질에 들어있는 케세르친.큐마린 등이 염증을 없애주는 역할을 한다. 프로폴리스는 인체의 염증 원인이 되는 프로스타그란딘을 만들어 내는 효소를 절반까지 억제한다.


둘째는 항산화 효과. 유해산소를 포착해 제거하는 후라보노이드 성분이 천연물 중에서 가장 많이 들어있다. 최근 건국대 식품개발연구소와 서울프로폴리스가 공동 개최한 자연의학 심포지엄에서 서울아산병원 스포츠의학센터 진영수 교수는 프로폴리스 섭취에 따른 유해활성산소 개선 효과를 발표했다. 성인 남녀 34명을 대상으로 프로폴리스 섭취 전과 후를 안정시.운동 직후.회복 후로 나눠 혈액을 뽑아 분석했다. 그 결과 혈장에서 산화 지표인 지질과산화 부산물이 20% 이상 줄었고, 활성산소 제거와 적혈구 내의 항산화효소의 활성이 크게 증가한 것으로 나타났다.


셋째는 면역증강 효과다. 항암효과를 나타내는 성분은 케르세친.아테필린-C.카페인산 등이다. 이중 케르세친은 몸 안에서 암세포를 증식하는 유전자가 복제되기 전 단계에서 차단하는 역할을 한다.


최근엔 프로폴리스에서 인체에 유효한 성분을 뽑아내는 기술도 발전하고 있다. 국내에서 개발된 윕(WEEP)공법은 알코올과 물로 추출해 생리활성 유효성분의 함량을 높였다. 실험 결과 알코올에 잘 녹는 후라보이드와 물에 잘 녹는 미네랄.다당류 등을 모두 추출할 수 있는 것으로 나타났다.


누에 추출 DNJ, 간염바이러스 억제 효과 (중앙일보 2003-10-09)


누엣가루에서 추출된 혈당강하물질인 '데옥시노지리마이신(DNJ:Deoxynojirimycin)'이 간염바이러스 증식 억제에도 효능을 발휘하는 것으로 입증됐다.


9일 전북 무주에서 농촌진흥청 주관으로 열린 '2003 국제 잠사. 곤충 생명공학 심포지엄'에서 미국 코넬대학 수의과대 제이콥(J.R. Jacob) 박사는 DNJ의 간염 바이러스 억제 효과에 관한 주제 발표를 했다.


제이콥 박사는 B형 간염바이러스(HBV)를 지속적으로 생성해내는 세포에 일정 농도의 DNJ를 처리하면 바이러스 생성이 완전히 억제되며 C형 간염바이러스(HCV)에도 기존 약제와 비슷한 증식 억제 효과가 입증됐다고 밝혔다.


제이콥 박사는 세포 실험단계를 넘어 간염 바이러스에 감염된 원숭이 실험을 거쳐 간염 환자 임상 시험을 수행할 예정이다.


DNJ는 이미 당뇨병이 유발된 실험용 쥐에 투여할 결과 투여 10일 이후 혈당이 절반 가량으로 줄어드는 혈당 강하 효능이 입증됐다.


누에를 동결 건조시켜 분말로 만든 후 50% 에탄올을 가해 추출한 DNJ는 1㎏의 건조누에에서 약 3g을 추출할 수 있는데 현재 외국 의약품 회사에서 시판중인 DNJ 10㎎의 가격이 약 20만원선인 것에 비교한다면 누에 1㎏에서 약 6천만원어치의 혈당강하물질을 추출할 수 있게 됐다.


누에에서 DNJ를 추출해낸 농진청 류강선 박사는 "우리나라와 일본에서는 혈당강하제로 널리 이용되고 있는 누에 DNJ가 간염 바이러스 억제에까지 활용된다면 양잠농가의 소득 증대에 크게 도움이 될 것"이라고 밝혔다.


벌침 추출물 관절염치료제 개발` (연합뉴스 2003-09-02)


벌침(봉독.蜂毒) 추출물을 이용한 관절염치료제가 개발됐다.


구주제약(대표 유정사)과 김문호 박사(안아픈세상 원장)는 벌침에서 추출한 `아피톡신'' 성분을 이용한 관절염치료제(제품명 아피톡신)를 개발, 지난 5월 식품의약품안전청으로부터 국산 천연물신약 1호로 사용승인을 받아 2일부터 본격 시판에 들어간다고 밝혔다.


아피톡신은 `꿀벌(Apis Mellifera)''의 침에 들어있는 유효물질(아피톡신)을 추출, 건조시킨 뒤 이를 식염수에 녹여 주사액으로 만든 관절염치료제다.


아피톡신은 비급여 전문의약품으로 등재했으며, 분말가루 1㎎당 1만2천원에 병.의원에 공급될 예정이다.


구주제약은 경희의료원 등 국내 4개 병원에서 골 관절염 환자 309명을 대상으로 아피톡신 0.2mg을 1주에 2차례씩, 6주동안 주사한 결과, 증상 개선률이 기존 비스테로이드성 항염증 약물(나부메톤) 투여그룹(46.8%)보다 높은 48.3%에 달했다고 설명했다.


또한 투약이 끝나고 2주가 지난 뒤 지속적인 증상 개선률을 지켜본 결과, 아피톡신 그룹이 57.5%, 나부메톤 그룹이 43.6%로 각각 나타났다고 회사측은 덧붙였다.


유정사 사장은 "벌을 잡아 그대로 사용하거나, 벌침을 뽑아내 관절염 부위에 주입하는 천연봉독요법은 벌의 종류, 기후 등에 따라 봉독의 양이나 농도에 차이가 난다"며 "아피톡신은 봉독을 정제, 정량화 했기 때문에 품질의 균일성이 보장되고 안정성과 유효성도 입증됐다"고 말했다.


누에는 신물질 공장… 똥에서 암세포만 공격하는 CpD 추출

고치엔 숙취해소·피부 보습효과 물질

누에가 신약 물질과 특수 단백질 등을 만들어 내는 첨단 바이오 공장으로 각광 받고 있다.


누에 똥에서 암 치료 효능이 있는 물질을 뽑아내는가 하면, 고치에서 원료 단백질을 추출해 기능성 화장품 등의 원료로 활용하고 있다.


연세대 이원영(의대) 교수는 최근 누에 똥에 들어 있는 CpD라는 물질이 암 치료에 효과가 있는 것을 생쥐 실험에서 확인했다. CpD는 '폴피린'이라 불리는 물질 중의 하나. 암에 걸리게 한 뒤 아무 조치도 하지 않은 생쥐는 한달 뒤 다 죽었는데, CpD 처리를 한 생쥐는 절반이 살아 남았다.


단백질도 여러 가지 종류가 있듯 폴피린도 몇 가지로 나뉜다. 폴피린계 물질은 암세포에 파고 들어가서 가만히 있다가 특수한 빛을 비춰주면 그제야 암세포를 파괴하는 특징이 있다.


폴피린은 또 정확히 암세포만 골라 공격하고 폐암.위암.자궁암.식도암 등 모든 암에 듣는 것으로 알려져 있다.


그간에는 돼지피에서 추출한 'HpD'라는 폴피린을 썼으나, 한차례 치료에 1천만원이 들 정도로 비싸다는 문제가 있었다. 이교수는 "누에똥에서 나온 CpD가 사람에게 해가 없다는 것이 밝혀지면 훨씬 싼 값에 폴피린 치료를 할 수 있을 것"이라고 말했다.


누에고치에서 뽑아내는 비단실은 세리신과 피브로인이라는 두가지 단백질로 이뤄졌다. 이중 세리신은 피부 보습 효과가, 피브로인은 숙취를 풀어주는 기능이 있는 것으로 알려졌다. 이를 이용한 비누.화장품.숙취해소 음료 등은 이미 상품화 돼 나왔다.


이밖에 누에에서 동충하초를 길러낼 수도 있고, 누에를 말린 가루가 당뇨병 증세를 덜어주는 효험이 있는 것으로 밝혀졌다. 누에 하나를 온갖 분야의 바이오 산업에 이용할 수 있는 것이다.


류강선 농업과학기술원 곤충이용과장은 "누에는 자기 몸무게의 40%나 되는 비단실을 생산한다"면서 "비단실을 만드는 유전자 대신 항암제를 만드는 유전자를 누에에 넣으면, 엄청난 양의 항암제를 누에에서 얻어낼 수도 있을 것"이라고 말했다.


의약품 공장 누에 (디지털타임즈 2003-11-06)

바이오컨설팅 전문회사 인큐비아 대표 정성욱(sungook@incubia.com)


징그러운 벌레로만 여겨지던 곤충의 몸을 단백질 생산공장으로 이용해 바이오 의약품을 만들려는 연구가 생명공학기술의 발달과 더불어 다각도로 진행되고 있다.


곤충에서 유래하는 유효 성분을 찾으려는 연구와 별도로 호르몬과 같이 인체에서 생성되는 미량의 생리활성물질들을 곤충의 몸을 이용해 안정적으로 만들어 보려는 연구인데, 최근 수 년 동안 이 분야에서 비약적인 성과들이 얻어지고 있다.


재생불량성 빈혈 등의 치료에 사용되는 EPO(Erythropoietin)나 성장호르몬 등을 포함한 대부분의 바이오 의약품의 기본적인 구조가 단백질이라는 특성 때문에 동물세포를 인공 배양해 생산하는 것이 현재까지의 유일한 방법이었다.


그러나 생산단가가 매우 비싸고 생산량이 제한적이라는 단점이 있어 살아있는 곤충이나 동물을 이용해 안정적이면서 경제적으로 만들어 보려는 노력이 끊임없이 진행되고 있는 것이다.


수많은 곤충 중에서 생산공장으로 누에를 이용하려는 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다. 그 이유는 개체가 커 취급하기 쉽고 번데기로 변태할 때 누에고치를 만들기 때문에 다른 곤충에 비해 연구하기가 용이한 이점이 있기 때문이다.


비단의 원료가 되는 견사를 만든다는 점 때문에 2500년 이상 인류와 인연을 맺어온 누에는 나비목 누에나방과에 속하는 누에나방의 유충이다. 알에서 부화돼 나왔을 때 크기는 약 3㎜로 눈에 보이지 않을 정도로 작지만 뽕잎을 먹으면서 빠르게 성장, 약 20일 정도가 지나면 8㎝ 정도까지 자란다.


돌아서면 커져 있을 정도로 성장속도가 빠르고 체내의 단백질 합성기전이 매우 왕성한 시기를 가지기 때문에 단백질의 생산공장으로 최적인 또 다른 이유가 바로 여기에 있다.


누에는 자랄 만큼 다 자라면 뽕잎 먹는 것을 멈추고 누에고치를 짓기 시작하는데, 약 60시간에 걸쳐 쉬지 않고 2.5g정도의 고치를 만든다. 견사는 1개의 고치에서 무려 1200~1500m가 나온다고 한다. 누에는 고치를 지은 후 약 70시간이 지나면 고치 속에서 번데기가 되며, 그 후 12∼16일이 되면 고치 속에서 나방이 된다. 이 나방은 입에서 내놓은 알칼리성 용액으로 고치의 한쪽 끝을 뚫고 나오는 데, 암나방은 이후 약 500∼600개의 알을 낳고 완전변태의 화려한 일생을 마감하게 된다.


최근 일본의 대표적인 화학섬유기업인 도레이(TORAY)사는 오랜 연구기간을 거쳐 유전자 재조합형 누에를 이용, 고양이 인터페론 성분을 지닌 비단실을 생산하는 데 성공했다고 발표했다.


도레이가 누에에서 외래 단백질을 만드는 연구를 세계에서 처음 시도한 것은 아니지만 비단실에서 외래 단백질을 만들 수 있는 방법을 개발한 것이라 매우 큰 의미가 있다 하겠다. 지금까지의 방법은 누에에만 감염되는 바이러스의 유전자를 이용해 원하는 단백질을 누에의 체액 중에 만들어지게 하는 방법이었다. 그런데 이 방법은 누에 한 마리씩 바이러스를 감염시켜야 하는 번거로움이 있고, 체액에는 수 천만가지의 누에 몸을 구성하는 단백질이 혼재돼 있어 원하는 단백질만 정제해야 하는 어려움이 있었다.


도레이가 시도한 방법은 목적 단백질의 유전자를 트랜스포손(Transposon)이라는 특수한 염기서열을 이용해 도입시키고 누에가 뿜어내는 견사로 원하는 단백질을 분비하게 하는 방법이다. 보통 견사는 누에의 중부견사선에서 분비하는 세리신이라는 성분과 후부견사선에서 분비하는 피브로인이라는 두 가지의 성분으로만 이뤄져 있어 외래 단백질을 견사로 분비되게 할 경우 분리 정제하기가 매우 쉽다고 한다.


최근 우리나라도 누에에 대한 관심이 높아지고 있는데, 이러한 관심이 누에가 건강에 좋다는 막연한 기대감 속에서 건강기능성식품이나 화장품 소재에만 응용되고 있어 세계적인 관심과는 그 차원이 다르지 않나 싶다.


배추흰나비 번데기에 강력 항암물질 (연합뉴스 2003-09-24)


배추흰나비의 애벌레와 번데기에서 기존 항암제보다 강력한 새 항암물질이 발견되었다고 일본 국립암센터연구소가 23일 발표했다.


와카바야시 게이지 국립암센터연구소 부소장은 배추흰나비가 애벌레-번데기로 탈바꿈하는 과정에서 나타났다가 성충이 되면 사라지는 단백질 피에리신-1(Pierisin-1)이 암세포의 자연사멸(apoptosis)을 유도하는 것으로 시험관 실험에서 확인되었다고 밝혔다.


일반세포는 손상.노화되면 자연적으로 죽지만 암세포만은 무한증식을 계속한다.


와카바야시 박사는 여러 종류의 암세포에 이 단백질을 소량만 투여해도 암세포의 증식이 효과적으로 억제되었으며 특히 자궁암, 위암, 결장암에 효과가 두드러지게 나타났다고 밝히고 이 단백질이 암세포의 DNA에 달라붙어 암세포의 자연사멸을 유도하는 것으로 생각된다고 말했다.


와카바야시 박사는 이 단백질은 배추흰나비 알이 애벌레로 변하는 후반기에 나타나기 시작해 번데기 초기 단계에서 절정에 이르고 성충이 되면 대부분 사라진다고 말하고 이 단백질은 탈바꿈 과정에서 약탈자를 방어하는 역할을 하는 것으로 믿어진다고 밝혔다.


이 단백질의 1차적인 기능과 메커니즘을 규명하기 위해서는 연구가 더 필요하다고 와카바야시 박사는 덧붙였다.


와카바야시 박사는 25일 나고야(名古屋)에서 열리는 일본 암학회 회의에서 이 단백질에 관한 연구결과를 발표할 계획이다.


벌집에 있는 천연항생물질 격한 운동따른 세포손상 억제 [매일경제 2003-11-03]


벌집에 있는 천연 항생물질인 '프로폴리스'가 격렬한 운동에 의한 체내 산화로 세포가 파괴되는 현상을 억제한다는 연구결과가 나왔다. 울산의대 서울아산병원 스포츠건강의학센터 진영수 교수는 이 같은 내용의 논문을 오는 4일 건국대에서 열리는 '제5회 자연의학심포지엄'에서 발표할 계획이다.


프로폴리스는 벌집 입구에 묻어 있는 물질로 후라보노이드, 카페인산 등의 성분을 함유하고 있다.


진 교수는 고강도 운동으로 발생하는 활성산소에 의해 야기되는 인체조직의 산 화적 손상과 프로폴리스 간 상관관계를 파악하기 위해 20~50대 건강한 성인 남녀 26명을 대상으로 실험했다.


실험은 2주 동안 12명에게는 프로폴리스(하루 800㎎)를 먹이고 14명에게는 가짜 프로폴리스를 섭취시키는 한편 2주 실험 직전과 직후 각각 고강도 운동 전 후에 혈액을 채취?분석하는 방식으로 진행됐다.


실험 결과 프로폴리스 섭취군은 가짜 프로폴리스 섭취군(대조군)에 비해 운동 후 산화적 손상의 지표인 혈장 내 지질과산화 부산물(MDA)의 농도가 낮았다. <진성기 기자>


곤충을 이용한 농업생명공학기술 개발의 미래 (농업인신문 2003-10-17)


미개척 유용자원의 寶庫… 곤충


곤충은 지구상에 살고있는 동물가운데 반 이상을 차지하는 거대한 생물군으로 지금까지 알려진 곤충만해도 약 180여만종에 이르고 있다. 여기에 해마다 7∼8천종의 새로운 곤충이 보고되고 있으며 국내에서도 현재 약 1만2천여종이 서식하는 것으로 파악되고 있다.


그러나 지금까지 곤충에 대해 알고 있는 우리의 지식은 벼나 밭작물의 잎이나 줄기, 과실을 가해하는 몇 종의 농업 해충과 모기나 파리와 같이 우리 인간의 생활과 밀접한 관계를 갖고 질병을 옮기는 위생곤충이 전부일 것이다.


그 외 실크를 생산하는 누에나 벌꿀을 생산하는 꿀벌과 같이 인간에게 유익한 산업화된 곤충도 있지만 거의 대부분의 곤충들은 아직까지도 우리가 모르는 그리고 이용하지 않았던 미개척의 자원으로 남아있다.


최근 눈부신 생명공학기술의 발전과 함께 지금까지 방치돼왔던 곤충의 기능, 활성물질, 유전자 자원에 대한 개발과 이용이 전 세계적으로 많은 주목을 받고 있다.


곤충, 다양한 생체방어물질 함유


이와같이 무한한 잠재적 가치를 지니고 있는 곤충자원을 어떻게 개발하고 이용하는가는 우리들의 노력 여하에 달려있다.


곤충이 생산하는 산물이나 생리대사산물은 농업뿐 아니라 다른 생물산업에도 유용하게 쓸 수 있는 기능성 생물신소재로 활용할 수 있다.


인간이나 동·식물의 질병 및 생산성 향상에 활용되고 있는 최근의 첨단 생명공학기술은 곤충(누에)을 소재로 한 생명공학적 이용연구에 크게 도움이 되고있다.


특히 곤충은 4억년이나 되는 오랜 진화와 생존의 과정에서 살아남기 위해 뛰어난 환경적응력과 함께 스스로 다양한 기능을 개발한 결과 인간이나 가축에서 볼 수 없는 특징적인 생체방어 시스템을 갖추고 있다.


척추동물의 면역계에서 볼 수 있는 매크로파지에 의한 초기단계의 방어와 그 다음 단계인 항원항체반응과는 달리 곤충은 척추동물의 초기단계의 방어체계만을 가지고 있다.


즉 사람의 경우 AIDS에 걸린 사람 모양 면역기능이 없는 상태와 같은 것이다. 따라서 곤충의 생체방어 메커니즘의 해명은 인간의 면역력을 증강하는 새로운 약제의 개발이나 면역부전을 극복할 수 있는 실마리를 제공할 수 있다.


또한 농업분야에서도 해충방제나 익충보호를 위한 새로운 방법을 개발하거나 농작물에 방어메커니즘을 부여하는 기술의 개발과도 연결될 것이다.


유용물질 생산 첨단양잠농 탄생


한편 누에를 비롯한 몇몇 곤충은 취급하기가 용이하고 한 세대가 짧고 빠르며, 증식율이 높고, 인공사료에 의한 연중 대량사육이 가능하다는 점은 실험동물로서 매우 큰 이점을 갖고있다.

 

열대 기생충에 관절염 치료물질 (연합뉴스 2003-03-18)


열대지방에 사는 사람들에 기생하는 사상선충(絲狀線蟲)의 분비물에서 류머티즘 관절염 같은 자가면역질환 치료에 도움이 되는 항염 물질이 발견되었다고 영국의 BBC 인터넷판이 17일 보도했다.


영국 스코틀랜드 스트라스클라이드 대학의 윌리엄 하네트 박사는 사상선충이 염증을 가라앉히는 분자를 분비한다는 사실을 알아내고 이 물질을 ES-62라고 명명했다고 BBC는 전했다.


하네트 박사는 이 분자는 기생충이 숙주 안에서 살아갈 수 있도록 생명을 지탱케 해주는 역할을 하지만 사람에게는 염증을 진정시키는 것 외에는 이렇다할 영향을 미치지 않는 것으로 보인다고 밝혔다.


이는 사상선충이 발견되는 지역에는 자가면역 질환 발생률이 현저히 낮은 이유를 설명해 주는 것이라고 하네트 박사는 말했다. 자가면역 질환이란 자신의 면역체계가 아무런 이유없이 스스로의 몸을 공격해 발생하는 병이다.


하네스 박사는 이 분자를 이용해 새로운 약을 개발한다면 많은 자가면역질환 환자들의 고통을 덜어줄 수 있을 것이라고 말하고 현재 사용되고 있는 자가면역 질환치료제들은 효과가 제한적이고 환자에 따라 효과에 차이가 있을 뿐 아니라 부작용도 적지 않다고 지적했다.


파리에 항생물질 있다 (연합뉴스 2002-10-02)


파리가 인체에 치명적인 박테리아를 퇴치할 수 있는 항생제의 약재로 사용될 수 있다고 호주 과학자들이 주장했다.


머쿼리대학 수석연구원인 앤드루 비티 박사가 이끄는 연구팀은 박테리아의 위험에 많이 노출되는 생물들을 대상으로 비교 조사한 결과 사회성 곤충인 파리가 항생제 재료로 사용될 수 있을 것이라는 결론에 이르렀다고 말했다.


연구진은 특히 호주에서 많이 서식하는 집파리, 양떼 파리, 포도 파리, 퀸즐랜드 과실파리를 연구대상으로 선정, 관찰했다.


관찰 결과 연구진은 파리가 동물 배설물, 동물 사체, 썩은 음식물에 의존해 살면서도 죽지 않고 생존할 수 있는 다량의 항생물질을 생산한다는 것을 발견했다.


비티 박사는 동물 배설물이라는 먹이를 두고 파리가 박테리아나 균류와 다투게 되며, 이 과정에서 박테리아의 침입으로부터 자신을 보호하기 위해 항생물질을 생산한다고 설명했다.


비티 박사는 "항생제 약재를 어디서 찾을 것인가 늘 고심해왔다"면서 "박테리아 감염 위험이 극히 높은 사체, 배설물 등과 밀접히 접촉하는 미생물이 좋은 연구대상이 될 수 있다고 판단했다"고 말했다.


이 연구 프로젝트의 또 다른 과학자인 조안 클라크 박사는 자신이 분석한 파리 종류들은 성충 혹은 유충의 단계에서 항생물질을 생산하는 것을 발견했다고 말했다.


선충에서 혈전 차단 물질 발견


동맥을 협착시키는 오메가-6 지방산을 동맥 염증과 협착을 억제하는 오메가-3 지방산으로 전환시킴으로써 심장병과 뇌졸중을 예방할 수 있는 물질이 선충(線蟲)에서 발견되었다고 영국의 BBC 인터넷판이 16일 보도했다.


미국 조지아대학 의과대학의 스테핀 메일러 박사는 선충에 있는 한 화학물질이 혈관 내피세포 안에서 오메가-6 지방산을 오메가-3 지방산으로 전환시켜 혈전 형성을 차단한다는 사실을 시험관 실험을 통해 확인하고 이 물질을 'fat-1'로 명명했다고 이 방송은 전했다.


메일러 박사는 혈관 내피세포에 염증이 생기면 백혈구가 달라붙어 지방 플라크의 형성을 촉진하게 된다고 말하고 시험관 실험에서 'fat-1'을 내피세포에 투입한 결과 내피세포에 달라붙는 백혈구의 수가 절반으로 줄어들었다고 밝혔다.


오메가-6 지방산은 서양식 식사에 많이 들어있으며 오메가-3 지방산은 고등어, 참치, 연어 등 어류에 많이 함유되어 있다.


메일러 박사는 이러한 효과가 시험관이 아닌 생물의 체내에서도 나타나는지를 확인하기 위해 동물실험을 시작할 계획이라고 밝히고 이것이 확인된다면 특히 심장수술을 받은 환자들의 동맥을 보호하는 데 이 물질이 도움이 될 것이라고 말했다.


혈관 내피는 수술 후 염증이 생기면서 백혈구와 같은 혈액 성분들과 반응을 일으키는 것으로 생각되며 현재로서는 수술 중 또는 수술 후 이를 막을 수 있는 방법이 없다고 메일러 박사는 지적했다.


동맥에 혈전이 형성되면 동맥경화로 이어져 심근(心筋)에 혈액과 산소가 제대로 공급되지 못하게 되며 결국 협심증과 심장마비를 유발하게 된다.


누에 똥 활용 암 치료제 개발 (매일경제 2002-10-18)


60년대 한국 경제발전에 밑거름이 됐던 누에산업이 바이오산업과 접목해 변신하고 있다.


최근 가장 주목을 받고 있는 분야는 항암제 개발 분야다. 농촌진흥청이 19일까지 3일간 개최한 '한일 잠사국제공동학술대회'에서 연세대학교의 이원영 교수는 "누에의 똥인 잠분을 이용해 암치료제를 개발하고 있다"고 밝혔다.


이 교수가 주목하고 있는 물질은 '폴피린'이다. 잠분에서 추출한 이물질은 암세포에만 부착되고 빛에 예민한 것이 특징으로 항암제에 이용될 경우 정상세포에는 거의 피해를 주지 않고 암세포만 죽게 만들수 있다는 설명이다. 이런 특징을 이용 '폴피린'은 암세포 제거 뿐아니라 열처리 멸균이 곤란한 혈액의 소독 등 분야에 적용될 것으로보인다.


농촌진흥청 잠사곤충부의 강석우 박사는 "누에 연구의 기초과제인 유전자 기능해석을 위한 연구와 함께 실용화 연구에도 박차를 가하고있다"며 "누에의 형질전환기능을 이용해 고부가가치 유용물질을 생산하거나 친환경적인 물질을 개발, 해충을 방제하는 분야에도 도움을줄 수 있다"고 설명했다.


한편 이번 학술대회에서는 누에산업 전통이 깊은 양국의 연구결과가쏟아져 나왔다. 일본의 다무라 박사팀은 재조합 유전자를 미세주사침으로 누에알에 주입, 형질전환 시도할 때 성공률을 그동안의 1%에서10%로 끌어올렸다. 또 경북대 노시갑 교수는 누에와 비슷한 멧누에와천잠의 기능성을 활용하는 기술분야를 소개해 비단산업이 첨단 기능성 섬유산업로 전환이 가능하다는 점을 제시했다.


농촌진흥청은 학술대회를 정례화하고 앞으로 EU과 인도, 태국까지포함해 규모와 인원을 점차 확대할 계획이다.


출처: http://kcms.daegu.ac.kr/user/sgpark/%EC%B2%9C%EC%97%B0%EB%AC%BC/%EA%B3%A4%EC%B6%A9.htm

 

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