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연구 과제

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과제 소개

연구목표

 

단백질, 핵산, 지질 등의 생체분자와 이들 유도체가 보이는 거동 행태 및 이들이 일으키는 생명현상을 시간적 멀티스케일과(밀리세컨드-수개월) 공간적 멀티스케일(분자-조직 및 나노-매크로) 수준에서 관찰함으로써 시공간적 생명현상체(spatiotemporal biophenome) 정보를 획득하고자 함.

생물의약 산업 분야에 고부가가치를 창출할 수 있는 생체분자 소재화 및 생명현상 추적 시스템을 연구함으로써 산업적 적용이 가능한 생체분자조절 기술을 개발함. 

 

The information of spatiotemporal biophenome is obtained by observing the behaviors and life phenomena caused by biomolecules (such as proteins, nucleic acids, lipids, and their derivatives) at temporal multi-scale (millisecond-months) and spatial multi-scale (molecular-tissue and nano-macro)

Industrially-viable technology for biomolecule control is developed by researching biomolecule materialization and life phenomena tracking system

 

 

연구내용

 

[1단계] 생체분자조절 연구 기반 구축

∙연구 대상 생체분자 선정

∙암 및 염증 조절 분자 기전 연구하고 표적 생체 분자를 발굴함.

∙단백질 설계/합성 및 구조-기능 상관관계 연구하고 생체분자 컨쥬게이션 기반기술을 개발함.

∙10nm 수준의 분자에서부터 세포, 1cm 단위의 조직까지 세 가지 스케일로 이미징하는 공간적 멀티스케일 이미징할 뿐만 아니라 10ms 수준에서 1달간의 생리적 변화 관찰할 수 있는 시간적 멀티스케일 이미징 방법론 개발

∙단백질/RNA 분포를 단분자 수준으로 조직 전체에 걸쳐서 관찰할 수 있는 방법론 개발 및 소동물용 생체 영상 챔버 및 내시경 프로브 개발

 

[2단계] 생체분자조절 기술 유용성 검증 및 향상

∙표적 생체분자를 제어할 수 있는 신규 물질 발굴하고 항암/항염 기전 연구

∙단백질 의약품의 고성능 개량 기술 개발

∙항바이러스성 바이오나노입자 개발 및 생체분자 컨쥬게이트 소재화 연구

∙생체분자 소재 면역학적, 생물학적 특성 연구, 생분배/생이용성 향상 연구

∙생체분자의 분포의 시간에 따른 변화 연구 및 다른 체내 분자와의 상호 작용 연구

 

[3단계] 생체분자조절 기술 적용 및 검증

∙생체분자 효능 검증을 위한 동물 모델 개발 및 생식독성 평가 및 차세대 영향 평가

∙생체분자 소재 후보물질에 대한 생체효능 평가 및 생리활성 검증

∙생체분자 소재 대량 생산 연구 및 자극감응성 스마트 생체분자 소재의 생체 적용 및 효능 검증

∙멀티스케일 생명현상체 스크리닝 플랫폼 확립

 

 

기대효과

 

생체 분자의 시공간적 생명현상체(spatiotemporal biophenome)을 통합적으로 관찰하는 기술의 개발이 가능하며, 생명공학 기술의 패러다임 전환

펩타이드, 지질, 천연물 소재 등의 유도체 합성 및 자기조립을 통한 소재화 기술 확보 및 이를 통한 생체분자소재의 향상된 생분배 및 목표지향성을 추구함.

단백질의 안정성 및 수용성의 신속한 향상 기술을 개발함으로써 단백질 의약품의 바이오시밀러(biosimilar) 및 바이오베터(biobetter) 개발 가속화