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Joseph Zaia 박사

우물안 개구리에서의 탈출


애질런트는 다중 오믹스 데이터 수집을 돕습니다

생물학은 복잡하고, 더 많은 것을 발견할수록 더욱 복잡해집니다.

그렇지만 Joseph Zaia 는 단념하지 않았습니다.

Zaia 교수는 보스턴 대학교 의과대학 생명의학 질량분석센터의 부소장입니다. 그는 지금까지 독립적으로 진행되었던 연구분야, 즉 단백질체학, 글리코믹스 및 당단백질체학를 통합하여 연구하고 있습니다.

Zaia 교수는 “생물학을 제대로 이해하려면, 이 서로 다른 데이터 사일로(data silo)를 연결해야 합니다.”라고 지적했습니다.

관련된 변수를 감안한다면 이는 결코 쉬운 작업이 아닙니다. 글리코실화 하나만 봐도 그렇습니다. 소포체와 골지체가 유도하는 이 부위 특이적(site-specific) 단백질 글리코실화 과정은 다양한 생물학적 기능을 제공합니다.

Zaia 교수는 “문제는 매 단백질 부위에서 일어나는 글리코실화가 본질적으로 서로 다르다는 점입니다. 매 단백질 부위의 변종이 50개가 될지 얼마가 될지 알 수 없습니다. 만약 10개의 단백질 부위를 연구해야 한다고 가정하면 이것이 얼마나 극도로 복잡한 분자인지 상상할 수 있습니다.”라고 합니다.

Zaia 교수팀은 6550 iFunnel Q-TOF와  6560 Ion Mobility Q-TOF LC/MS 시스템을 비롯한 애질런트 기술을 이용하여 이처럼 다양한 구조를 판독하고 있습니다.

Zaia 교수는 그들이 직접 개발한 분석법과 현재 생성하고 있는 질량 스펙트럼 데이터가 정상 세포 및 질병과 관련된 세포의 성장을 이해하는 데 큰 도움이 될 것으로 믿고 있습니다.

이것은 획기적인 연구이며, Zaia 교수는 본인 연구의 지평을 넓히는 데 Agilent 6560의 공이 크다고 말합니다.

"표준 LC/MS 시스템으로도 어느 정도의 세부정보를 얻을 수 있지만, 6560은 전혀 새로운 차원의 데이터(이온 이동성)를 더하여, 글리칸 구조를 이해하고 당단백질체를 발굴하는 응용에 사용할 수 있습니다."

"바이오치료제를 예로 들면, 과학자들은 극미량 성분의 구조를 규명하여 그것이 허용 한계를 넘지 않는지 확인해야 합니다. 6560을 이용하여 비인간(nonhuman) 글리코실화 수준의 수용 여부를 판단할 수 있는 분석 데이터를 매우 빠르게 확보할 수 있습니다.”

이와 같은 데이터는 매우 중요합니다. 제약회사는 물론 미국 식품의약국(U.S. FDA)와 같은 정부기관도 정확하고 상세한 분석을 통해 안전성과 효능을 확인하기 때문입니다.

Zaia 교수는 “FDA도 분석 화학의 힘을 인정합니다.”라며 “만일 분석 화학의 발전이 충분하다면, 예컨대 바이오시밀러 개발 과정에서 값비싼 임상 시험을 거칠 필요가 없을 것입니다.”라고 언급했습니다.

Zaia 교수는 글리코실화에 대한 연구가 핵산이나 단백질 연구만큼 주목을 받아야 한다고 믿고 있습니다.

그러면서 “지금 미국 국립생물정보센터(NCBI)를 방문하면 온갖 도구를 이용하여 유전정보와 단백질 서열 정보를 얻을 수 있습니다. 글리코실화 정보 또한 동등한 중요도로 대변될 필요가 있습니다.”라고 지적했습니다.

"그것이 저희가 애질런트의 HILIC-C18 HPLC 칩을 반기는 이유 가운데 하나입니다. 이 칩으로 당단백질에 관한 고품질의 LC/MS 데이터를 생성해 단백질 글리코실화의 특성을 규명하는 문제를 해결할 수 있습니다. 이것은 실로 큰 진전입니다."

Zaia 교수에 따르면 시료 전처리 절차를 간소화 해주는 칩(맞춤 주문으로 이용 가능)이 연구에 특히 유용하다고 합니다.

"이제는 시료 전처리 과정 전혀 필요없이 당단백질을 농축하고 분석할 수 있습니다. 많은 변동성이 시료 전처리에서 기인하기 때문에 이러한 기술은 연구에 많은 혜택을 가져다 줍니다. 저한테는 최고의 기술입니다. 정말 효과적이며, 정말로 견고한 데이터를 얻게 됩니다.”라고 Zaia 교수는 언급합니다.

"저희는 인플루엔자가 진화할 때 글리코실화의 변화과정을 비교하는 견지에서, 이 칩을 이용해 인플루엔자 글리코실화의 특성을 규명합니다. 궁극적으로 필요한 것은 고품질의 단백질체학, 글리코믹스 및 당단백질체학 데이터를 한꺼번에 확보하는 것입니다. 애질런트 기술 덕분에 이 작업을 순조롭게 진행하고 있습니다.”

연구용으로만 사용하십시오. 진단 용도로는 사용하실 수 없습니다.

Joseph Zaia 박사

생명의학 질량분석센터 부소장
보스턴 대학교 의과대학
생화학 교실 교수

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