나노기술 및 정책 정보

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세포 표면의 단백질이 대부분 약물의 표적이지만 이러한 막 단백질이 어떻게 구성되는지 분석하려면 정제된 방법이 필요함

스웨덴의 카롤린스카 연구소(Karolinska Institutet) 연구팀이 유방암 및 기타 암을 치료하기 위한 미래 약물 개발에 기여할 수 있는 새로운 DNA 기반 분석 방법을 개발했음. 임상에서 사용되는 대부분의 약물 효능은 세포막에서 단백질과의 상호 작용에 기인함. 따라서 이러한 단백질이 건강과 질병에서 어떻게 작용하는지 이해하는 것이 중요함. 세포막에 있는 많은 단백질의 기능 단위는 나노 크기의 도메인(즉, 10^-6 mm)으로 분포되어 있음. 막 단백질은 초고해상도 현미경을 사용하여 분석됨. 이 기술은 적은 수의 막 단백질(일반적으로 3 개) 만 동시에 분석 할 수 있는 것으로 제한됨. 연구팀은 현재 이 숫자를 증가시키는 방법을 개발했음. 세포의 전체 집단을 분석하기 위한 이 비현미경 기반 방법을 NanoDeep (NANOscale DEciphEring of membrane Protein nanodomains)이라고 함.

이 방법은 DNA 분석을 사용하여 막-단백질 조직에 대한 정보를 번역하는 방법을 기반으로 함. NanoDeep이 동시에 분석 할 수 있는 이러한 단백질의 수에는 제한이 없음. 그들의 연구는 연구자들이 이전 발견을 확증 할 수 있었을 뿐만 아니라 새로운 발견으로 이어졌음.

NanoDeep은 현재 10 나노미터 간격, 즉 100 억분의 1 미터에 해당하는 분해능을 가지고 있으며 이는 다른 많은 초고해상도 현미경 방법의 분해능을 능가함. 따라서, NanoDeep은 막 단백질 기능의 조절에 대한 새로운 통찰력을 가져올 잠재력을 가지고 있음. 연구팀은 NanoDeep을 사용하여 세포 내부의 단백질에 정보를 전달하는 막 단백질인 막 수용체 Her2를 둘러싼 단백질 환경을 설명할 수 있었음. Her2는 유방암 및 기타 유형의 암에서 과도하게 나타남. Her2에 대한 더 나은 이해는 그러한 암의 재발을 예방하는 신약 개발 가능성을 높일 것임.

개발된 방법은 나노 규모의 단백질 공간 조직에 대한 정보를 임상 테스트의 진단 도구로 더 쉽게 이용할 수 있게 함. 향후 막 단백질의 기능에 영향을 미치도록 설계된 새로운 종류의 약물을 개발하기 위한 도구로 사용될 수 있을 것으로 전망함.

본 연구 성과는 ‘Nature Nanotechnology’ (“A DNA-nanoassembly-based approach to map membrane protein nanoenvironments”) 지에 게재됨