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면역학 연구실 / 조명환

본 실험실에서는 단클론항체(monoclonal antibody)의 생산과 응용에 관심이 있다. 질병의 정확한 진단과 생물학 연구에 이용할 수 있는 단클론항체를 생산하는 것과 현재 인류를 위협하고 있는 후천성면역결핍증(AIDS)에 대한 치료제 개발에 관심이 있다. 아울러 에이즈를 일으키는 에이즈바 이러스(HIV)의 감염기작을 이해하기 위한 분자생물학적 연구가 진행되고 있다. 본 실험실에서는 단클론항체(monoclonal antibody)의 생산과 응용에 관심이 있다. 질병의 정확한 진단과 생물학 연구에 이용할 수 있는 단클론항체를 생산하는 것과 현재 인류를 위협하고 있는 후천성면역결핍증(AIDS)에 대한 치료제 개발에 관심이 있다. 아울러 에이즈를 일으키는 에이즈바 이러스(HIV)의 감염기작을 이해하기 위한 분자생물학적 연구가 진행되고 있다.

단클론항체를 이용한 진단용 시약 개발

Milstein과 Kohler가 단클론 항체를 생산하는 하이브리도마 기술을 개발하여 노벨상을 수상한 이래 이 기술은 생물학, 분자생물학, 생화학 연구에 다양하게 이용되고 있다. 단클론 항체는 특정 항원을 인식하기 때문에 단백질 연구에 많이 이용되고 있다. 세포내 단백질의 위치를 규명하거나 유전자를 클로닝한 후 만들어지는 단백질을 찾아내는데 단클론 항체가 이용된다. 특히 유전공학 기술로 호르몬 등 단백질을 생산한 후 정제하는데 단클론 항체가 이용된다. 유전자를 박테리아에 클로닝한 후 삽입된 유전자의 발현여부를 조사하기 위한 방법 중 하나가 유전자가 발현하는 단백질을 찾는 것인데 이러한 단백질의 존재 유무를 알기 위하여 특이적인 단클론 항체가 이용된다. 이와 같이 단클론 항체는 동물학, 식물학, 미생물학, 분자생물학, 생화학 등 생명과학의 연구에 중요 하게 이용되는 면역학적인 실험도구가 되었다. 본 연구실에서는 동정 및 진단에 이용할 수 있는 단클론 항체를 생산하는 데 관심이 있다. 에이즈 환자의 Cryptosporidium감염을 진단할 수 잇는 진단용 시약 개발에 성공한 바 있다. 현재는 무공해 미생물살충독소를 생산하는 Bacillus thuringiensis를 쉽고 정확하게 동정할 수 있는 단클론 항체 시약을 개발하는 실험과 식품 속에 존재하는 대장균(E.Coli)을 쉽게 동정할 수 있는 단클론 항체 시약을 개발하는 연구가 진행 중이다. 대부분의 식품 속에 대장균이 없어야 하는데, 식품 속에 존재하는 대장균을 찾아내기 위하여 사용되는 기존의 방법은 최소한 2-3일 걸리며 또한 특이성이 결여되었기 때문에 정확히 대장균이 라고 확정하기가 어려웠다. 본 실험실에서는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 2시간 이내에 정확한 진단을 할 수 있는 대장균에 특이적인 단클론 항체를 이용하는 진단 시약을 개발하는 연구가 진행되고 있다.

AIDS환자의 치료약 개발

에이즈는 HIV에 의하여 감염되어 진행되는 마지막 감염 단계로서, 환자들은 여러 기회성 감염에 의하여 사망하게 된다. 에이즈 환자 중 심한 설사로 인한 탈수현상으로 사망하는 경우도 있는데, 이러한 증상은 미생물인 Cryptosporidium에 의하여 발생한다. 정상적인 면역체계를 갖고 있는 사람이 이 균에 감염되면 1주일 정도 설사를 하는 반면 에이즈 환자는 면역체계가 파괴되었기 때문 에 죽을 때까지 심한 설사를 일으키는 무서운 균이다. 그리고 2살 이하의 어린아이들은 면역체계 가 완전히 발달되지 않았기 때문에 이 균에 감염되면 사망할 수 있다. 그런데 아직 이 질병을 치료할 수 있는 약이 개발 되지 않았다. 지금까지 개발된 항생 물질은 모두 사용하여 치료 하였지만 효과가 없었다. 본 실험실 에서는 이 균의 감염을 저해할 수 있는 특이적인 단클론 항체를 개발하여 에이즈 환자의 치료에 응용하고자 한다. 단클론 항체는 특이적이기 때문에 항체가 균과 결합하여 질병을 일으키는 것을 막는데 이용될 수 있을 것이다.

에이즈 바이러스 감염기작의 분자생물학적 연구

에이즈 바이러스는 사람의 T helper cell을 감염한 후 오랜 기간의 잠복기 즉 HIV가 증식하지 않고 T 세포 염색체의 삽입된 상태에서 오랫동안 증식하지 않은 채 머무른다. 그러다가 언젠가 갑자기 HIV유전자가 활성화되어 발현된 후, 많은 바이러스가 만들어져 백혈구가 파괴되어 백혈구 의 숫자가 현격히 줄어들어 그때부터 에이즈가 발병하게 된다. 이때 HIV게놈의 3말단에 위치하는 nef 유전자가 HIV유전자를 활성화시키는 것으로 알려져 잇다. 본 실험실에서는 HIV-1 nef의 기능을 이해하기 위하여 국내의 10명의 에이즈 환자로부터 추출한 nef유전자를 Polymerase Chain Reaction을 이용하여 유전자를 증폭하여 클로닝하여 염기서열을 결정하였으며, 이 유전자 가 발현하는 단백질에 대한 특성을 조사하였다. 연구결과에 의하면 HIV strain들은 충분히 구분 할 수 있을 정도로 에이즈 환자들의 nef 유전자의 염기서열은 매우 다양할 것이라는 결론을 얻게 되었다. 이러한 연구를 통하여 한국에서의 HIV감염과 역학을 연구하고자 한다. 이러한 연구 결과 는 1994년 일본 요코하마에서 개최된 세계 AIDS학회에서 발표되었다.