초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
<최종목표>
식물체 구조개선과 조직생산성 증대, 식물 합성 단백질 당구조 개선 등의 식물시스템의 최적화를 통해 다양한 질병의 치료 및 진단용 항체 단백질을 발현 및 생산하고, 그 기능과 효능을 규명함으로써 고부가가치의 치료용 항체 단백질을 자유롭게 대량생산 가능한 식물발현시스템을 구축하고자함.
<세부목표 및 내용>
1. 식용 작물과 비식용작물 각각에서 식물기반 치료용 항체 단백질 대량생산 시스템 구축 최적화를 통해 식물유래 질병 치료, 예방 또는 진단용 재조합 항체 단백질 확보.

□ 연구의 목적 및 내용
<최종목표>
식물체 구조개선과 조직생산성 증대, 식물 합성 단백질 당구조 개선 등의 식물시스템의 최적화를 통해 다양한 질병의 치료 및 진단용 항체 단백질을 발현 및 생산하고, 그 기능과 효능을 규명함으로써 고부가가치의 치료용 항체 단백질을 자유롭게 대량생산 가능한 식물발현시스템을 구축하고자함.
<세부목표 및 내용>
1. 식용 작물과 비식용작물 각각에서 식물기반 치료용 항체 단백질 대량생산 시스템 구축 최적화를 통해 식물유래 질병 치료, 예방 또는 진단용 재조합 항체 단백질 확보.
2. 식물의 줄기생장, 개화조절 후보인자 선별 및 변이체 유발로 짧은 줄기와 개화지연형질변이 선별 및 교배를 통해 조직생산성이 증대된 식물공장형 체형개선 기주식물 개발
3. 식용작물과 비식용작물에서 각각 발현된 식물기반 치료용 항체 단백질 당구조의 재조합을 위해 새로운 보호기 도입과 유기화학적 합성법 개발 탐색 및 glycochemomics 구축
4. CRISPR/Cas9 시스템을 이용하여 식물유래 치료용 항체 단백질의 당사슬 조절 유전자들을 표적으로 Knock-out(KO) 식물 모델의 제작을 통한 당구조 분석 검증
5. 최적화된 식물기반 진단/치료용 항체 단백질 대량생산 시스템의 구축 및 in vitro, in vivo 활성 검증을 통해 다양한 질병에 대한 새로운 개념의 진단 및 치료 전략 제시

□ 연구개발성과
<1차년도: 치료용 항체 단백질 발현 벡터 구축 및 식물 발현시스템 구축>
- Subcellular organomics 기술 접목을 통한 목적 단백질 고발현 벡터 플렛폼 구축
- CRISPR/Cas9 시스템 적용을 위한 대장암 치료용 항체 발현 담배식물체의 재검증 및 전립선암 치료용 항체 mAb PD-1 식물발현 벡터 구축
- 벼 식물을 이용한 대장암 치료용 항체 단백질 발현 형질전환 식물체 개발
- 식물의 줄기생장, 개화인자 분리 및 유전변이 유발
- 유전자 가위로 식물 단백질 당구조 결정인자에 돌연변이 유발
- 당구조의 유기화학적 합성을 위한 탐색 및 반응 연구
<2차년도: 치료용 항체 단백질을 발현하는 식물체 구축 및 발현여부 확인>
- 확보된 식물의 대량재배와 치료용 항체 단백질의 정제법 최적화 구축 및 항체 활성 검증
- 치료용 항체 단백질을 발현하는 형질전환 담배 및 벼 식물체 확보 및 in vitro 활성 평가
- 고발현 벡터 플렛폼 기반 대장암 및 전립선암 예방용 백신 과발현 형질전환 식물체 제조
- 짧은 줄기와 개화지연형질의 돌연변이의 선별 및 교배
- 당구조의 유기화학적 합성을 위한 반응 조건 개발 및 치환기의 호환 가능성 탐구
<3차년도: 식물기반 치료용 항체 단백질 대량생산 시스템을 통한 정제 및 구조/기능 분석>
- 식물 특이적 당구조 knock out 식물체 확보(FucT 및 XylT 유전자 편집 돌연변이) 및 교배
- 담배식물체를 이용한 치료용 항체 단백질 및 예방용 백신의 대량생산 및 활성 검증
- 예방용 백신의 활용도 증진을 위한 세포 소기관의 bioencapsulation 기술 개발
- 치료용 항체 단백질을 발현하는 형질전환 벼 이벤트 확보 및 in vivo 활성 평가
- 유용단백질 생산에 특화된 조직생산성이 증대된 식물공장형 체형개선 담배 선별 및 증식
- 당구조의 유기화학적 합성을 위한 반응 조건 최적화 및 당구조 합성에 적용

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
<기초 과학기술 진흥>
- 식물 기반 치료용 항체 단백질 대량생산 시스템 구축을 통한 다양한 질병 진단/치료전략에 새로운 패러다임 제시
- 식물 기반 유용 단백질 대량생산에 대한 원천기술 확보를 통해 새로운 지식의 확산과 국제 제약시장 경쟁력 확보
- 도출된 다양한 연구 결과 내용들의 혁신성을 바탕으로 한 우수 논문발표를 통해 학문 발전에 이바지 하고, 세계 유수 연구실의 중요한 기초 및 응용과학 기술 자료로 사용
<산업경제 발전>
- 연구 결과의 지적재산권 확보 및 기술이전을 통한 국내 및 국제 신약 개발 연구 활성화에 기여
- 암 및 바이러스, 또는 각종 질병 치료제 및 예방용 백신 개발에 기여를 통해 국민보건의료 향상 및 경제적 효과 창출 및 의약, 제약 산업 발전에
<인력양성 및 일자리 창출 역할>
- 국제적 경쟁력을 갖춘 학계 및 산업계의 농생명 및 의과학 차세대 고급 전문 인력 양성
- 국내외 전문 연구기관/산업체와 인적/연구 네트워크 구축을 통한 국제 경쟁력을 갖춘 연구자 양성
- 글로벌 경쟁력을 갖춘 학계 및 산업계의 농생명과 의생명 융합과학 차세대 전문연구자 및 고급 전문 인력 양성

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 제안과제의 창의성·도전성 ... 6
• 나. 연구의 필요성 ... 9
• 다. 연구목표 ... 12
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 18
• 가. 연차별 연구수행내용 ... 18
• 나. 연구성과 ... 51
• 다. 연구성과의 중요성 ... 56
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 58
• 가. 연차별 목표대비 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 58
• 나. 주요 연구 변경사항 ... 60
• 다. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책 ... 61
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 62
• 가. 연구성과 및 활용 현황 ... 62
• 나. 연구개발결과 활용 계획 ... 73
• 다. 기대효과 ... 74
• 라. 문제점 및 건의사항 ... 75
• 붙임. 참고문헌 ... 76
• 별첨2. 대표적 논문연구실적 요약문 (10건) ... 77
• 끝페이지 ... 107