[신기술]고초균 이용, 인슐린 생산
당뇨병의 진단과 치료에 불가결한 인슐린을 고효율로 생산하는 기술이 일본의 이토햄중양연 구소에 의해 개발됐다. 대장균과 효모를 사용하는 종래의 제법 대신에 고초균(枯草菌)을 이 용하는 방법으로 구미 기업이 장악하고 있는 기존 특허에 저촉되지 않는 제법이다. 식생활 변화와 고령화에 따른 당뇨병의 확산으로 인슐린의 수요 증가가 예상되어 이 회사는 장래 의약품사업의 핵심으로 육성할 계획이다.
이바라기현 마모타니초에 있는 중앙연구소의 연구실에서 사토(佐藤靜治)의약품개발부 실장 을 중심으로 하는 5명의 연구팀이 인슐린생산효율을 제고하기 위해 균에 넣는 유전자 개량 에 몰두해 있다. 수확량을 높여 코스트를 인하하는 것이 선발업체와 경쟁에서 승리하는 열 쇠가 되기 때문이라고 사토실장은 말한다.
인슐린의 세계시장은 미국의 제약대기업인 일라이 릴리와 덴마크의 노보 노르디스크가 양분 하고 있다. 이런 앞선 팀에 대응하기 위해 이토햄은 콩균으로 대표되는 고초균에 착안했다. 인슐린을 비롯하여 생체에서 작용하여 단백질을 생산하려면 단백질 유전자를 세균에 넣어 만드는 것이 유력한 방법이다.
이 회사는 당초에는 가장 일반적인 대장균을 사용하여 연구했지만 선행팀의 특허가 광범위 하게 미치고 있어 장해가 되어 단념했다. 이에 따라 고초균의 하나인 버실러스 브레비스로 목표를 변경, 제1인자인 나고야 대학의 우타카 명예교수와 공동으로 고초균에 의한 인슐린 연구를 시작했다.
이 회사가 개발한 기술은 프로인슐린이라는 인슐린이 되기 전의 물질을 인공적으로 설계한 것이다. 이 분자를 만드는 유전자를 버실러스 브레비스에 넣어 균에 프로인슐린을 분비시킨 다. 이어 프로인슐린을 인슐린으로 바꾼다.
대장균을 사용하는 경우보다 생산량이 많고 다양한 종류의 물질이 혼합된 용액에서 프로 인 슐린만을 분리·정제하는 것도 간단하다고 한다. 이 회사는 인슐린 수확량을 밝히지 않았지 만 기존 방법에 충분히 대응할 수 있다고 자신만만해한다. 앞으로 실용화를 위해 조작 유전 자를 개량하여 수확량을 더욱 높인다. 임상 실험을 거처 수년내 실용화할 방침이다.
실용화의 한 가지 문제는 환자가 스스로 인터넷을 투여하기 위한 휴대기구의 개발이다. 인 터넷과 이런 기구는 세트로 판매하므로 환자가 사용하기 쉬운 기구인지 여부가 시장셰어 획 득의 관건이 된다.
인터넷의 생산에 관한 기술은 현재 구미 업체들이 모두 장악하고 있다. 이 회사 중앙연구소 의 나카무라 소장은 개발한 순수한 국산기술을 사용하여 릴리사와 노보사의 아성에 도전할 방침이라고 포부를 말한다.
포인트, 대장균과 효모 양쪽의 장점을 갖는다
인슐린은 혈액속에 있는 포도당량을 조절하는 호르몬이다. 인슐린이 충분하게 분비되지 않 거나 분비돼도 생체가 반응하지 못하게 되어 혈당치가 이상하게 상승하는 것이 당뇨병이다. 가벼운 경우에는 식사요법과 운동으로 치료하지만 중증이 되면 정기적으로 인슐린을 투여여 할 필요가 있다. 후생성의 추계에 따르면 치료를 받고 있는 환자와 치료가 필요한 사람은 합쳐 전국에서 690만명에 달한다.
인슐린의 제법으로는 유전자를 조작한 대장균과 효모균을 이용하는 기술이 주류이다. 미국 일라이 릴리는 대장균을, 덴마크의 노보 노르디스크는 효모균을 이용하여 생산하고 있다. 양 수법은 모두 특허로 보호받고 있어 후발 업체는 새로운 생산 방법을 개발하지 않는 한 신규 참여는 불가능한 상황이다. 인슐린 시장은 매년 확대, 제약업체의 관심은 높지만 그저 바라 볼 수밖에 없는 입장이다.
이토햄이 개발한 기술의 포인트는 고초균을 이용하고 있다는 점이다. 고초균은 유전자가 만 드는 단백질양이 많다는 점이 특징이다. 만들어진 단백질이 균의 외부로 분비되므로 정제· 분리하기 쉽다는 장점이 있다.
대장균이 생산하는 인슐린양은 어느 정도 많지만 생산된 단백질은 균의 속에 머무르기 때문 에 정제·분리작업이 복잡하게 된다. 한편 효모는 단백질을 외부로 분비하지만 그 양이 적 다. 고초균은 대장균과 효모의 장점을 모두 갖고 있다. 이 회사는 이 기술에 대해 국내외에 특허출원했다.
고초균의 이용 범위는 확대되고 있다. 히게타장유는 이토햄과 같은 버실러스 브레비스를 이 용, 상피 세포 성장인자(EGF)라는 단백질 양산 기술을 개발했다. 바리캉을 이용하지 않고 양모를 채취할 수 있는 약제에 응용하고 있다.
라이벌, 구미 2사, 압도적인 셰어
인슐린의 세계시장은 약23억 달러. 미국 제약대기업인 일라이 일리와 덴마크의 노보 노르디 스크 양사가 압도적인 셰어를 장악하고 있다. 인슐린은 유전자 조작기술을 이용하여 상품화 된 최초의 약품이다. 릴리가 조작 대장균을 이용한 기술을 미국 제넨텍으로부터 도입, 82년 에 발매했다.
한편 노보는 돼지 췌장에서 추출한 인슐린을 효소를 이용하여 인간형으로 변환하는 방법으 로 제조하고 있었다. 코스트를 인하하기 위해 조작 효모를 이용하는 기술을 새로 개발하여 릴리에 대항하고 있다.
양사 모두 인슐린의 수확량 등 상세한 데이터를 밝히지 않아, 어느 방식이 생산효율이 높은 지는 불명이다. 이밖에 독일의 훽스트도 신규 참여를 위해 연구개발을 추진하고 있다고 한 다.
이토햄은 식육을 가공한 후 남는 내장을 유효하게 활용할 목적으로 췌장에서 인슈린을 추출 하는 연구를 전개하고 있었지만 단념했다. 그후 소 수정란의 자웅을 가리는 기술을 개발하 는 등 유전자 기술을 축적, 이를 이용하여 인슐린의 유전자 조작 연구에 나섰다.
이토햄이 개발한 인슐린 생산방법
1 단계 : 고초제에 프로인슐린 유전자 조작 배양 2 단계 : 균이 프로인슐린을 분비 3 단계 : 프로인슐린을 분리 4 단계 : 단백질로 처리 5 단계 : 인슐린
(무역일보 1999/10/29)
당뇨병의 진단과 치료에 불가결한 인슐린을 고효율로 생산하는 기술이 일본의 이토햄중양연 구소에 의해 개발됐다. 대장균과 효모를 사용하는 종래의 제법 대신에 고초균(枯草菌)을 이 용하는 방법으로 구미 기업이 장악하고 있는 기존 특허에 저촉되지 않는 제법이다. 식생활 변화와 고령화에 따른 당뇨병의 확산으로 인슐린의 수요 증가가 예상되어 이 회사는 장래 의약품사업의 핵심으로 육성할 계획이다.
이바라기현 마모타니초에 있는 중앙연구소의 연구실에서 사토(佐藤靜治)의약품개발부 실장 을 중심으로 하는 5명의 연구팀이 인슐린생산효율을 제고하기 위해 균에 넣는 유전자 개량 에 몰두해 있다. 수확량을 높여 코스트를 인하하는 것이 선발업체와 경쟁에서 승리하는 열 쇠가 되기 때문이라고 사토실장은 말한다.
인슐린의 세계시장은 미국의 제약대기업인 일라이 릴리와 덴마크의 노보 노르디스크가 양분 하고 있다. 이런 앞선 팀에 대응하기 위해 이토햄은 콩균으로 대표되는 고초균에 착안했다. 인슐린을 비롯하여 생체에서 작용하여 단백질을 생산하려면 단백질 유전자를 세균에 넣어 만드는 것이 유력한 방법이다.
이 회사는 당초에는 가장 일반적인 대장균을 사용하여 연구했지만 선행팀의 특허가 광범위 하게 미치고 있어 장해가 되어 단념했다. 이에 따라 고초균의 하나인 버실러스 브레비스로 목표를 변경, 제1인자인 나고야 대학의 우타카 명예교수와 공동으로 고초균에 의한 인슐린 연구를 시작했다.
이 회사가 개발한 기술은 프로인슐린이라는 인슐린이 되기 전의 물질을 인공적으로 설계한 것이다. 이 분자를 만드는 유전자를 버실러스 브레비스에 넣어 균에 프로인슐린을 분비시킨 다. 이어 프로인슐린을 인슐린으로 바꾼다.
대장균을 사용하는 경우보다 생산량이 많고 다양한 종류의 물질이 혼합된 용액에서 프로 인 슐린만을 분리·정제하는 것도 간단하다고 한다. 이 회사는 인슐린 수확량을 밝히지 않았지 만 기존 방법에 충분히 대응할 수 있다고 자신만만해한다. 앞으로 실용화를 위해 조작 유전 자를 개량하여 수확량을 더욱 높인다. 임상 실험을 거처 수년내 실용화할 방침이다.
실용화의 한 가지 문제는 환자가 스스로 인터넷을 투여하기 위한 휴대기구의 개발이다. 인 터넷과 이런 기구는 세트로 판매하므로 환자가 사용하기 쉬운 기구인지 여부가 시장셰어 획 득의 관건이 된다.
인터넷의 생산에 관한 기술은 현재 구미 업체들이 모두 장악하고 있다. 이 회사 중앙연구소 의 나카무라 소장은 개발한 순수한 국산기술을 사용하여 릴리사와 노보사의 아성에 도전할 방침이라고 포부를 말한다.
포인트, 대장균과 효모 양쪽의 장점을 갖는다
인슐린은 혈액속에 있는 포도당량을 조절하는 호르몬이다. 인슐린이 충분하게 분비되지 않 거나 분비돼도 생체가 반응하지 못하게 되어 혈당치가 이상하게 상승하는 것이 당뇨병이다. 가벼운 경우에는 식사요법과 운동으로 치료하지만 중증이 되면 정기적으로 인슐린을 투여여 할 필요가 있다. 후생성의 추계에 따르면 치료를 받고 있는 환자와 치료가 필요한 사람은 합쳐 전국에서 690만명에 달한다.
인슐린의 제법으로는 유전자를 조작한 대장균과 효모균을 이용하는 기술이 주류이다. 미국 일라이 릴리는 대장균을, 덴마크의 노보 노르디스크는 효모균을 이용하여 생산하고 있다. 양 수법은 모두 특허로 보호받고 있어 후발 업체는 새로운 생산 방법을 개발하지 않는 한 신규 참여는 불가능한 상황이다. 인슐린 시장은 매년 확대, 제약업체의 관심은 높지만 그저 바라 볼 수밖에 없는 입장이다.
이토햄이 개발한 기술의 포인트는 고초균을 이용하고 있다는 점이다. 고초균은 유전자가 만 드는 단백질양이 많다는 점이 특징이다. 만들어진 단백질이 균의 외부로 분비되므로 정제· 분리하기 쉽다는 장점이 있다.
대장균이 생산하는 인슐린양은 어느 정도 많지만 생산된 단백질은 균의 속에 머무르기 때문 에 정제·분리작업이 복잡하게 된다. 한편 효모는 단백질을 외부로 분비하지만 그 양이 적 다. 고초균은 대장균과 효모의 장점을 모두 갖고 있다. 이 회사는 이 기술에 대해 국내외에 특허출원했다.
고초균의 이용 범위는 확대되고 있다. 히게타장유는 이토햄과 같은 버실러스 브레비스를 이 용, 상피 세포 성장인자(EGF)라는 단백질 양산 기술을 개발했다. 바리캉을 이용하지 않고 양모를 채취할 수 있는 약제에 응용하고 있다.
라이벌, 구미 2사, 압도적인 셰어
인슐린의 세계시장은 약23억 달러. 미국 제약대기업인 일라이 일리와 덴마크의 노보 노르디 스크 양사가 압도적인 셰어를 장악하고 있다. 인슐린은 유전자 조작기술을 이용하여 상품화 된 최초의 약품이다. 릴리가 조작 대장균을 이용한 기술을 미국 제넨텍으로부터 도입, 82년 에 발매했다.
한편 노보는 돼지 췌장에서 추출한 인슐린을 효소를 이용하여 인간형으로 변환하는 방법으 로 제조하고 있었다. 코스트를 인하하기 위해 조작 효모를 이용하는 기술을 새로 개발하여 릴리에 대항하고 있다.
양사 모두 인슐린의 수확량 등 상세한 데이터를 밝히지 않아, 어느 방식이 생산효율이 높은 지는 불명이다. 이밖에 독일의 훽스트도 신규 참여를 위해 연구개발을 추진하고 있다고 한 다.
이토햄은 식육을 가공한 후 남는 내장을 유효하게 활용할 목적으로 췌장에서 인슈린을 추출 하는 연구를 전개하고 있었지만 단념했다. 그후 소 수정란의 자웅을 가리는 기술을 개발하 는 등 유전자 기술을 축적, 이를 이용하여 인슐린의 유전자 조작 연구에 나섰다.
이토햄이 개발한 인슐린 생산방법
1 단계 : 고초제에 프로인슐린 유전자 조작 배양 2 단계 : 균이 프로인슐린을 분비 3 단계 : 프로인슐린을 분리 4 단계 : 단백질로 처리 5 단계 : 인슐린
(무역일보 1999/10/29)
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