화학생명공학 의학 통합과학 세특 예시, 암 치료 표적 미토콘드리아

화학생명공학 의학 통합과학 세특 예시 안내를 위한 포스팅입니다. 주제는 암 치료 표적 미토콘드리아 관련 내용이며, 전공과 교과목 연결을 만들어가기에 좋은 주제입니다. 통합과학 내용 속 세포 소기관에서 주제를 시작하실 수 있습니다. 

 

화학생명공학 의학 통합과학 세특 예시 암 치료 표적 미토콘드리아

 

 

화학생명공학 의학 통합과학 세특에 활용될 수 있는 예시를 안내해드리는 포스팅입니다. 주제는 통합과학 교과목의 세포소기관 단원에서 시작할 수 있는 미토콘드리아 관련 주제로 암 치료 표적으로 미토콘드리아를 활용하는 내용입니다.

 

 

화학생명공학 의학 통합과학 세특 예시, 암 치료 표적 미토콘드리아

 

화학생명공학 의학 보건 생명과학 분야의 전공을 희망하는 경우 다른 학생들과 생기부 내용이 겹치지 않으며 나만의 생각을 담아내거나 보다 다양한 분야로 관심을 확대하여 나만의 생기부를 만들어가는 경우가 많아 깊이와 넓이 모두 가장 넓게 작성되는 분야의 생기부 중 하나라고 할 수 있습니다. 이에 최근 연구 동향과 자신이 관심있어 하는 분야의 깊은 탐구가 필수적으로 필요한 전공 분야이기도 합니다. 

 

이번 포스팅에서는 통합과학 교과목 내 미토콘드리아 이야기를 가지고 주제를 선택하였습니다. 미토콘드리아는 세포 내 공생설로 설명이 되는 세포소기관인 만큼 자체 DNA, RNA, 효소, 내막 등 속해 있는 진핵세포의 세포 특성과는 다른 자체적인 특성을 지닌 표적들이 많이 있으므로 이들을 타겟으로 삼는 경우가 많이 있습니다. 

 

또한 암 세포의 경우 빠른 성장을 하여야 하므로 많은 에너지를 필요로 하고 이로 인해 많은 수의 미토콘드리아를 가지고 있고, 이들의 활성이 높다는 것이 특징입니다. 따라서 암 세포의 경우 미토콘드리아를 파괴하면 그 생장이 저해되어 최종적으로 암을 사멸시킬 수 있으므로 암 세포의 미토콘드리아를 표적으로 하여 암 치료를 하려는 시도가 계속되고 있습니다. 

 

 

하지만 암 세포의 미토콘드리아를 표적으로 삼아 이를 공격할 경우, 암 세포는 인터페론 자극 유전자, ISG 유전자 세트를 발현시켜 외부 물질이나 자극으로부터 DNA를 보호합니다. 따라서 암 세포 내부의 미토콘드리아 DNA 를 표적으로 한 약물 치료는 제 기능을 다할 수 없습니다. 미토콘드리아는 암 세포 공격을 위한 화학 요법에 사용되는 약물 이외에도 세포 자체의 스트레스, 바이러스, 기타 화학물질 등 다양한 외부 자극에 대해 자체 DNA를 보호하기 위해 인터페론 자극 유전자, ISG 유전자를 발현시켜 미토콘드리아 자체 DNA를 보호하므로 다른 표적 기관이 필요했습니다. 

 

참고자료 : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4313732/

Interferon-Stimulated Genes: A Complex Web of Host Defenses

 

이에 연구진들은 암 세포가 많이 가지고 있는 미토콘드리아에 주목하되 DNA 자체가 아닌 단백질을 표적으로 삼았습니다. ISG 유전자의 발현에 따른 세포 보호는 DNA에 특화되어 있으므로 유전물질을 제외한 단백질을 표적으로 삼는다면 세포 보호 기작을 피할 수 있다고 생각했기 때문입니다. 이에 RNA 합성 효소 POLRMT를 표적으로 삼았고, 이는 POLRMT에 작용하는 부분을 알고 정확한 기작을 알고 효소의 기능을 제한함으로서 미토콘드리아의 기능을 억제하는 데 성공했습니다. 

 

미토콘드리아의 RNA 합성효소 역시 암 세포 이외의 정상 세포에서도 존재하므로 암 세포를 표적으로 삼을 때 정상 세포도 공격을 받을 수 밖에 없습니다. 하지만 연구진들은 분화와 성장이 활발한 암 세포와 같은 세포 내 미토콘드리아는 RNA 합성효소를 활발히 사용하고 있어 RNA 합성효소를 표적으로 하는 치료 요법에 효과적인 생장 저해 효과를 보았으나 일반 세포는 미토콘드리아의 활용이 암 세포와 비교하여 비교적 적기 때문에 RNA 합성효소 저해 물질을 처리하여도 어느 정도의 저항성을 가지는 것을 확인하였습니다. 

 

물론 이는 마우스에서의 실험 결과이므로 실제 인체에 적용하기까지는 오랜 시간이 걸리겠지만 다른 일반 약물과 달리 약물의 작용 부위와 기능을 정확히 알고 있고, 미지의 부작용이 없다는 점에서 발전된 암 세포의 미토콘드리아 표적 약물로 사용이 유리하다고 할 수 있습니다. 

 

 

참고자료 : https://www.nature.com/articles/s42255-019-0150-8

 

이상은 화학생명공학 의학 통합과학 세특에 활용될 수 있는 예시로 미토콘드리아의 RNA 합성 효소를 표적으로 하는 암 치료 방법에 대한 안내 포스팅이었습니다. 

 

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