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과학자들이 생물 유기체의 기초가 되는 복잡한 구조들로 자가-조립할 수 있는 새로운 단백질을 고안해서, 생명공학에서 최신 응용을 위한 기초를 닦았다. 그 연구자들은 특정한 기능을 가진 단백질을 개발했고 그들의 방법은 필요에 따라서 특정한 단백질 기능을 만들어낼 수 있는 가능성을 보여주었다. 이것은 약물 전달 체계나 인공 백신으로 사용될 수 있을 나노생체적합 물질(nanobiomaterials)의 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 모든 유기체는 단백질과 핵산, 당, 지질들을 포함하는 자가-조립하는 생체적합물질을 포함하고 있다. 그러한 조립체를 고안하고 제어하는 능력은 생물분자 공학, 나노생명공학, 및 합성 생물학의 중요한 목표이다. 그 연구자들은 2012년에 WA20이라고 불리는 간단하고 안정적인 인공 단백질을 개발했다. 2015년까지, 그들은 WA20을 이용해서 다수의 나노구조로 자가-조립하는 Protein Nanobuilding Blocks (PN-Blocks)로 발전시켰다. 이 성공을 기반으로 해서 그 연구자들은 extender PN-Blocks를 개발해서, WA20 단백질들을 서로 연결해서 사슬과 같은 단백질 복합체와 훨씬 더 많은 나노구조들을 만들었다. 그들은 자가-조립하는 PN-Blocks의 고안과 구축은 레고 블록과 같은 쓸모 있는 전략이라고 주장한다. 개별적으로는 차이가 아주 적음에도 불구하고 아주 다른 구조들을 만들 수 있는 장난감 블록의 가소성에 주목한 것이다. 그 과학자들은 두 개의 WA20 단백질들을 연결해서 다량체 구조(ePN-Block)를 만들었다. 또 다른 PN-Block(sPN-Block)이 개입해서, 그 구조에 영향을 줘서, 필요에 따라 다른 다양한 사슬과 같은 복합체를 만든다. 이 복합체들을 합치고, 심화된 자가-조립의 과정을 개시하는 금속 이온을 도입함으로써, 초분자 나노구조 복합체를 만들어냈다. 다양한 PN-Blocks의 조합을 통해서 다양한 안정적이고 기능성 있는 복합체 나노구조를 만드는 것이 그들의 계획이다. PN-Blocks의 잠재성은 훨씬 더 커져서 금속 이온의 도움으로 더 많은 복합체들로 진화할 수 있다. 이 결과는 PN-Blocks 전략이 새로운 나노-구조를 만드는데 쓸모 있는 체계적 전략이라는 것을 증명해준다. 새로운 복합체를 만드는 능력은 생명공학과 시스템 생물학에서 특히 중요하다. 나노생체적합 물질의 개발에 기여할 수 있는 나노구조를 더 개발한다면, 환경 친화적인 방식으로 인공 백신과 같이 생물-약학적 조사를 위한 유용한 단백질을 만들거나 약물 전달 체계로 이용할 수 있을 것이다. |
