RNA만들조
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : m6A modification을 이용한 circRNA치료제 개발 가능성 탐구
영문 : Studying the possibility of developing a new circular RNA therapeutics through m6A modification
과제 팀명
RNA만들조
지도교수
이종범 교수님
개발기간
2021년 9월 ~ 2021년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 생명과학과 20165600** 홍*기(팀장)
서울시립대학교 화학공학과 20143400** 이*용
서울시립대학교 화학공학과 20153400** 김*호
서울시립대학교 화학공학과 20173400** 이*경
서울시립대학교 생명과학과 20185600** 안*환
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
circRNA를 치료제로 사용하는 과정에서 발생할 수 있는 문제점과 그 해결책에 대해 알아보았으며, 그 중 m6A modification에 대한 논문을 중점적으로 연구하였다.
개발 과제의 배경
의약품은 인류의 건강을 책임지기에 연구가 필수적이며, 특히 2021년 현재처럼 전 세계적인 전염병이 유행 중일 때는 더욱 중요하다. 따라서 백신이나 치료제의 새로운 원리를 연구하는 것이 필요하다. 기존의 백신들은 항원의 약화나 배양 과정이 필요해 개발하는 데 시간이 오래 걸린다. mRNA 백신은 개발 속도가 빠르나 linear하고 반응성이 큰 구조 때문에 불안정해서 목표 세포까지 안전하게 도달하기 어렵다. 따라서 최근에는 말단인 5`과 3`을 연결해 원 형태로 만들어서 안정성을 높인 circRNA가 활발히 연구되고 있다.
개발 과제의 목표 및 내용
바이러스에 감염된 세포의 경우 circRNA를 분해하는 작용을 한다는 문제가 있다. 따라서 외부에서 합성한 circRNA의 분해를 막기 위한 여러가지 전략들이 제시되고 있다. 크게 circRNA 자체를 외부 물질로 인식하지 않도록 하거나, 분해 물질을 직접적으로 inactivation시켜 분해를 막는 2가지 방향으로 정리해볼 수 있다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
- Main idea(m6a modification)
- 1. Mechanism of m6a modification
circRNA degradation을 방지하기 위한 전략으로 endogenous RNA는 면역 반응을 하지 않는다는 것에 착안한다. Exogenous circRNA(이하 circFOREIGN)의 경우, m6a modification 인식에 의해 innate immunity가 발현된다. 여기서, m6a는 N6-methyladenosine의 줄임말로, DNA의 아데노신의 NH2기가 메틸기로 치환된 형태다.
- 특허조사 및 특허 전략 분석
내용
- 기술 로드맵
내용
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
modification된 circRNA에 대한 인체의 면역 발현도를 선택적으로 줄일 수 있을 것으로 예상된다.
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
circRNA degredation을 막기 위한 별도의 adjuvant를 첨가하지 않은 안정적인 치료제 개발이 가능할 것이고, 기존의 mRNA 백신의 장점에 더해 2021년 현재와 같은 범유행전염병에 대한 효과적인 대응책을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
구성원 및 추진체계
내용
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
내용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
내용
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
이번 연구를 통해 circRNA를 치료제로 사용하는 과정에서 발생할 수 있는 문제점과 그 해결책에 대해 알아보았다. 3’ 및 5’ 말단을 제거해 기존의 mRNA보다 안정성을 높였지만, cell 내부의 endonuclease에 의해 분해될 수 있는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 m6A modification, IL-6 모방, RI를 추가로 처리하는 방법이 있다. IL-6와 RI는 cell 내부에서 endonuclease로부터 보호하는 역할을 수행할 수 있을 것이다. 하지만 정확한 매커니즘이 밝혀지지 않았고 circRNA의 보조제로서 첨가하기 때문에 어떤 side effect를 가져올지 알 수 없다. 따라서 circRNA 자체를 자가 물질로 인식하도록 해 면역을 억제하는 modification 방법에 대해 집중적으로 조사했다. 실험 결과, 세포가 m6a를 외부물질로 인식하지 못해 면역발현이 감소하는 효과를 나타냈다. 선택적으로 RNA를 methylation 하지 못한다는 한계가 있지만, ATP를 먼저 methylation 한 후 m6ATP와 ATP로 circRNA를 합성한다면 선택적으로 면역 발현도를 줄일 수 있을 것으로 예상된다.
향후계획
exogenous RNA에 특정 sequence가 존재한다면 endonuclease가 작용해서 외부 circRNA의 m6A만을 인식해서 분해하는 기전이 있는데, 이 때 어떻게 외부 circRNA를 구분하는지 아직 밝혀지지 않았다. 이 부분에 대한 연구가 추가적으로 필요할 것으로 보인다.
특허 출원 내용
내용
