상업적으로 가치있는 의약품, 기능성 물질등을 대량생산하기 위해 생물 자체 또는 그들이 가지는 고유의 기능을 높이거나 개량하여 자연에는 극히 미량으로 존재하는 물질을 대량으로 생산하거나 유용한 생물을 만들어내는 것을 의미한다. Molecular farming에 주로 사용되는 바이오기술로는 유전자재조합기술, 대량배양기술, 바이오리액터기술 등이 있으며, 특히 유전자재조합기술이 많이 활용된다.

유전자재조합기술(Recombinant DNA technology) #

필요로하는 DNA를 인위적으로 조작하여 새로운 재조합된 DNA를 만드는 기술을 의미한다. 유전자 재조합기술은 DNA 절단, 분리, 접합, 숙주를 이용한 복제, 재조합 DNA의 생성과정을 거쳐 이루어진다(그림1). 이러한 유전자재조합기술로 생성된 DNA는 동물, 식물, 미생물등에 도입되어 숙주의 생물기작에 의해 원하는 물질들을 대량으로 생산하게 된다.

<그림1> 유전자재조합기술

사진출처 : http://crowngene.tistory.com/

적용사례 #

유전자재조합기술은 다양한 생물종에 적용되고 있는데, 대표적으로 박테리아, 효모, 동물세포, 동물, 식물에 적용되고 있다. 각 생물종은 molecular farming하기에 장단점을 가지고 있다.

<그림2> 적용생물종의 장단점

출처 : BIOSAFETY, 바이오의약산업과 GMO

대표적으로 의약품 생산에 많이 활용되는데, 1982년 Lilly사는 유전자변형 미생물을 활용하여 인간 인슐린을 최초로 생산한바 있다. 이후에, 사람 성장호르몬(Protropin, 1985), 인터페론(Intron-A, 1986)등이 개발되었다. 아래는 molecular farming을 통해 생성된 의약품 리스트이다.

<그림3> Molecular farming을 통해 생산된 의약품

출처: FDA와 KFDA에 등록/승인된 의약품목록 중 유전자변형미생물에서 생산된것으로 판별가능한 제품

Reference #

• 위키피디아, 유전자재조합
• BIOSAFETY, 바이오의약산업과 GMO
• Dr Kirstin Carroll, Future directions for agricultural biotechnology 발표내용 중 일부