누에 이용 바이오신약 생산

곤충은 약 4억년 전에 지구상에 출현하여 다양한 환경변화에 적응과 진화를 계속하면서, 현재는 180만종이상이 생존하고 있다. 곤충 중에서 특히 누에는 곤충이면서도 완전하게 가축화되어서 인간의 사육에 의해서만 생존이 가능하다. 유충은 먹이가 있는 장소에서 움직이지 않고 먹이를 다 먹고 없어져도 그 자리에 머무르며 성충은 날개가 있지만 비행능력을 상실하여 스스로 양분을 섭취할 수 있는 기관이 없어서 수일 내에 죽어버린다. 인간의 입장에서는 사육중 도망가는 걱정을 하지 않아도 되고, 혹 자연계에 노출되어도 살아남을 수 있는 것은 기대할 수 없기 때문에 생태계교란의 걱정도 없다. 탈지대두분말을 주성분으로 하는 인공사료가 개발되어있어서 수만 마리의 개체를 간단하게 연중 무균사육도 가능하다. 특히, 누에는 견사를 만들기 위하여 분화된 견사선이라는 특수한 기관을 가지고 있어 단백질을 대량으로 생산할 수 있는 적합한 조직을 가지고 있다.
유전자 조작 생물에 의해서 생산되는 유용물질 중의 가장 대표적인 것이 단백의약품으로서 대부분의 경우 사람의 유전자에서 만들어진 재조합 단백질이다. 이 같은 재조합단백질의 생산에는 대장균과 효모, 식물, 포유동물세포, 가축 등이 사용되고 있으나 어떤 것도 완벽한 것은 없고 각각 많은 문제점을 가지고 있다. 대장균과 효모, 식물에서 만들어진 재조합단백질은 단백질 번역후변형과정 (posttranslational modification step; 단백질폴딩과 당쇄부가)이 인간형과 달라서 정확한 단백질활성을 기대할 수 없으며, 만들어진다 하여도 단백질 자체의 안정성에 큰 문제를 나타낸다. 따라서 배양포유동물세포를 사용하기만 이 경우는 높은 생산비용과 낮은 생산성의 문제점뿐 만 아니라, 대량생산과 연속적인 계대배양에 한계를 보이고 있다. 가축을 사용할 경우는 prion과 virus등이 혼입될 수 있는 가능성과 개체의 증식과 유지에 많은 시간과 비용이 필요하다. 결국, 안전하고 저비용으로 인간형 재조합 단백질을 대량으로 생산하는 것은 간단한 것이 아니다. 예를 들어서 혈청알부민, 콜라겐, 인터페론, 항체 등의 단백질은 수요가 있음에도 불구하고 현재의 유전자조작 기술로서는 충분하게 공급하지 못하고 있는 실정이다. 이런 모든 점을 고려할 때에 piggyBac이라는 누에에서도 발현하는 transposon을 사용한 형질전환 누에를 만드는 기술이 확립되고 있어, 위에서 보이는 여러 형태의 결점을 극복할 수 있는 큰 가능성을 가지고 있어서 유용물질 생산계로서 주목을 받고 있다.


기사제공 : 농촌진흥청 잠사양봉소재과 구태원연구관