유행은 돌고 돌고.

요즘 주변에 Biofuel이나 Synthetic Biology 에 관심이 있다는 사람들이 있어서 최근의 문헌을 좀 보았는데 (Metabolic Engineering관련) 느낌으로는 솔직히 ‘이 사람들은 20-30년전과 동일한 일을 아직도 하고 있냐, 근데 요즘은 이걸 핫토픽이라고 잘 팔아먹네’ 정도의 느낌.

단지 요즘 지놈프로젝트 때문에 벼라별 잡스러운 미생물의 지놈시퀀스가 다 나왔고, 그 유전자들을
왕창 떼로 E.coli에 발현한다 (아니면 이전에는 Genetic System이 없던 균주 X에서 발현한다)  정도가 이전과 틀릴까..플라스미드 2-3개씩 때려넣고, 그것도 강력한 tac promoter 등 달아서 유전자 한 열개씩 오버익스프레션..;;;

이런 짓거리 해본 사람이라면 다 알겠지만 이런 경우 항생제 등의 selection pressure가 존재하지 않으면 plasmid는 바로 segregation 되 버린다. 그런데 biofuel 생산한다면서 항생제 넣고 발효한다면 말이 안되잖아..10원짜리 재료 넣고 1원짜리 만드는 격.

chromosome engineering 이라면 또 모를까 플라스미드에 패스웨이 유전자 다 쳐넣고 발현하는 것은 너무 80년대스럽지 않나. flux analysis 건 가상세포분석이건 이런거 하면 뭐하냐..유전자를 발현하는 방식자체가 cell 에 burden을 많이 주는데 이런 것에 대해서는 생각이 없냐..어차피 실험결과에 시뮬레이션을 피팅할 거면서..ㅋㅋㅋ

그렇다고 수율이 대단하게 오른 것도 아니고 그저 한방울도 안나오는 야생형 대비…왕년에 산업계에서 뮤타젠 쳐서 셀렉션한 균주에 비해서도 훨씬 못미치는 것 가지고 떠들고 있다..근데 요즘 NGS도 싸고 아마 스트레인 하나에 10만원이면 시퀀싱 할텐데, 이정도면 옛날에 고전적으로 셀렉션해 놓은 균주들이 과연 무엇이 틀려서 생산성이 좋은지를 규명할 수 있을텐데? 아니면 바로 균주 셀렉션할수도 있고. 그런식으로 얻은 mutation들 중에서 실제 효소 regulation에 관여할만한것들만 골라서 (어차피 대개의 대사관련 효소의 결정구조는 풀려있고) 종합하면 어떨까. 아니면 아예 Structure based로 feedback resistant mutant등을 처음부터 디자인할수도 있을텐데….(안하겠지 ㅋ)

여튼 방법론적으로 아 이거야 하는 반짝이는 아이디어가 그닥 많이 보이지는 않아서 좀 그랬다.

어쨌든 20-30년전에 하던 일의 시행착오까지 반복하는 걸 보면서 뭔지 좀 안습. 자신들이 cutting edge 연구를 한다고 생각해서 문헌 검색도 잘 안한 것일까? 그런데도 네이처니 뭐니 그런저널에 잘 포장하는 걸 보면 또 대단 ㅋㅋㅋ

1줄 요약 : 지금 별볼일 없다고 때려치려 생각하는 당신의 연구토픽, 20년 후에는 핫토픽으로 누군가 열심히 팔아먹고 있을 수 있다. 하던 거면 끝까지 하셈.

5 thoughts on “유행은 돌고 돌고.

  1. 크롬에서 각 단어의 첫글짜에 이상한 점들이 있는것처럼 보이네요, 박사님
    제가쓰는 크롬만 그런건지… (IE에서는 정상적으로 잘 보입니다만.. ㅎㅎ)

  2. 1. Plasmid 기반으로 확인되면 산업용으로 사용위해 plasmid-less로 균주제작 되지요. chromosome상에서 발현 시켜서요.
    2. 그리고 enzyme feedback regulation관련해서는 왠만한 regulation seq.들은 이미 확인해서 다 해제시킨 상태로 사용중으로 압니다. 그 기반 위에서 metabolic flux analysis해서 더 높은 수율을 얻으려고 하는거죠.
    3. 1000 bp도 깨끗히 읽는데 만원은 들여야 하는데 균주 하나 NGS에 10만원은 아직 먼 이야기네요. kit 풀 세트로 돌리고 아무리 후려쳐도 절대 그 가격 안나옵니다. 10만원에 NGS 할 수 있는데 아시면 좀 가르쳐 주세요.

    • 1. 10만원에 근접하는 가격은 Multiplexing을 하고 기기를 직접 보유해서 시약비만 든다면 비슷하게는 맞출 수 있겠죠.
      http://www.illumina.com/systems/miseq/scientific_data.ilmn
      여기 보시면 지놈사이즈 4MB 짜리 Bacillus 24마리 Multiplexing 해서 MiSeq 1 reaction에서 시퀀싱했습니다. HiSeq 등이라면 더 많은 샘플을 Multiplexing 할 수 있겠죠.

      직접 서비스를 해주는 곳을 보니 이정도군요.
      http://htg.ucsd.edu/services/illumina-sequencing/pricing-hiseq
      1샘플당 라이브러리 코스트 160불, HiSeq 2000 1레인이 약 6000불 이야기합니다. 96샘플 멀티플랙싱하면 박테리아 1샘플당 60불 정도 합니다. 대충 200불. 10만원은 아니고 약 20만원 정도 하는군요. 시퀀싱 코스트는 계속 내리니 스트레인 1종당 10만원, 그 이하도 1-2년 안에 볼 수 있겠습니다.

      2. 당연히 60-70년대에 밝혀진 biosynthesis pathway 의 feedback mutant 정도야 넣고 하겠죠. 요체는 그렇지 않은 것의 경우에도 요즘은 단백질 구조기반으로 구조를 훑어보면 regulation 해제를 도모할 수 있다는 것입니다. 그런데 overexpression 말고 이러한 레귤레이션을 해제하려고 효소레벨에서 들여다 보는 것은 요새의 metabolic engineering 하는 논문에서 많이 안보인다는 이야기입니다. 물론 제가 모든 논문을 안들여보았으니 그런 어프로치를 하는 사람이 없다고야 할 수 없겠죠.

      3. 존재하지 않는 pathway를 새롭게 구성하는 것이라면 plasmid 상에서 일단 확인하고 산업용으로는 chromosome 상에서 진행하는 것도 일단 명분은 되지요. 그렇지만 multicopy plasmid 에 올라와 있느 biosynthetic gene의 overexpression 효과와 chromosome상에서의 manipulation (strong/constitutive promoter로 바꾸고 regulation을 해제하는 정도겠군요) 는 서로 상이합니다. 아마 multicopy plasmid에서 효과를 보았던 유전자 조합이 chromosome 상에서의 manipulation에서 동일한 역할을 하리라는 보장은 없고, 결국 새로 처음부터 연구를 해야하는 상황이 많이 나오겠군요. 이런 것은 요즘 나온 이야기가 아닙니다. 학교 수준의 랩에서 생산성이 좋다고 개발된 균주가 산업체 레벨에서 별볼일없어서 새로 스크리닝했다는 이야기는 한 20년 전부터 산업계에 근무하는 분들로부터 듣던 이야기군요. 하다못해 몇천, 몇만리터 수준의 대량생산 공정이 아닌 5liter fermenter 수준으로 가도 상황이 딴판이다 하는 이야기야 그쪽 업계에서는 상식이지요.

    • 어쨌든 지금까지 꾸준하게 metabolic engineering 등을 연구하는 분들에 대해서는 충분히 존경합니다. 다만 그 필드에 뛰어든지 몇 년 안된 분들이라면 약 10-20년 전의 문헌 혹은 그때 연구를 하면서 겪은 시행착오 등에 대해서도 좀 숙지를 하는 것이 유익하지 않나 하는 취지에서 쓴 글이니 오해는 없으셨으면 좋겠네요.

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