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Proteomics

Protein reference mapping of CHO cells
CHO (Chinese Hamster Ovary) 세포는 치료용 단백질 생산을 위해서 가장 널리 사용되는 세포 중 하나이다. 하지만 CHO 세포의 단백질체 (Proteome)에 대한 연구는 도입단계에 있다. 그래서 본 실험실에서는 2차원 전기영동방법과 MALDI-TOF를 이용하여 다양한 CHO 세포주의 단백질 지도를 제작하는 연구를 수행하고 있다. 단백질은 유전자로부터 전사되어 생성되고, 세포 내에서 다양한 변형을 거치기 때문에 최종적으로 완벽한 모양이 갖추어진 단백질을 분석하지 않고는 그 유전자의 세포 내 기능을 알 수가 없다. 또한 단백질은 실질적으로 생물체 내에서 기능을 하는 분자이기 때문에 세포 내의 특정 단백질의 종류와 분포를 파악하면 그 세포의 특징에 대한 직접적인 정보를 알 수 있다. 
다양한 CHO세포주 내에서 발현되는 whole proteins를 포함하는 protein reference map을 제작함으로써, CHO 세포의 proteome database를 구축하고 CHO 세포 내에서의 단백질의 발현유무와 발현양, 그리고 단백질-단백질 상호작용을 파악할 수 있을 것이다.

Protein Candidates
세포 생장과 생산량은 배양 온도, pH, 삼투환경, 그리고 첨가물 등 다양한 배양 조건의 영향을 받을 수 있다. 그러나 이러한 조건들이 단백질간의 상호작용 단계에서 어떻게 배양 변수들을 변화시키는지는 확실히 밝혀지지 않고 있다.
본 실험실에서 프로테오믹스는 배양 조건의 변화에 관여하는 단백질 상호작용에 대한 연구에 쓰인다. 2D Gel electrophoresis와 mass spectrometry analysis를 이용하여 단백질 지도를 작성하고, 이를 통하여 발현단계에서 변화가 생긴 단백질들이 규명된다. 현재까지 CHO cell에 대한 proteome map이 구현되지 않아, 일반적으로 동물세포 내에서의 단백질 변화는 실험용 쥐 같은 설치류를 통해 실험을 진행하고 있다. 이렇게 해서 밝혀진 단백질들은 일반적인 배양 조건에서 어떠한 부작용도 없이 세포 생장과 생산량을 향상시키기 위한 cell engineering에 쓰일 수 있다.


Protein Interaction
많은 실험실이나 생산 라인에서 Protein 생산을 향상시키기 위해 Batch culture를 하는 동안 chemical treatment, culture condition change, gene modification 등의 방법을 이용한다. 
이 중 특정 gene을 overexpression 하거나 knock down을 시키는 경우, cell line에 따라 혹은 target protein에 따라 그 effect가 positive하거나 negative하게 나타나게 된다.
이를 개선하기 위해 본인은 target protein에 직접적으로 작용하는 partner를 찾기 위한 하나의 screening 방법을 제시하고, 궁극적으로는 cell line development에 이용하여 productivity에 positive effect를 기대할 수 있는 molecule을 찾는 실험을 진행 중에 있다. 
이 target protein에 대한 partner를 찾기 위한 assay로는 immunoprecipitation, yeast two hybrid등을 이용할 수 있으며, 이를 visualization하기 위해 2DE analysis를 사용할 수 있다. MS/MS 나 MALDI-TOF에 의해 screening한 protein을 identify한다.



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