요약
곤충의 후각 시스템, 특히 서양벌의 후각수용체 11번(AmOr11)은 여왕벌 페로몬을 감지하여 일벌들의 행동을 조절하는 중요한 역할을 합니다. 그러나 이 수용체를 동물 세포에서 발현시키는 것은 어려운 도전 과제였습니다. 이를 해결하기 위해 연구자들은 곤충 후각수용체를 고효율로 발현하고 유지할 수 있는 형질전환 동물 세포주를 개발했습니다. 이러한 기술은 바이오센서 개발, 해충 관리, 농업, 의약품 개발 및 환경 감지 기술 등 다양한 분야에서 혁신을 가져올 수 있습니다.
기본 정보
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특허명: 곤충의 후각수용체를 발현하는 형질전환 동물 세포주
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발명자: 권형욱 교수
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출원번호: 10-2022-0176670
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등록번호: 10-2675007
상세 정보
발명의 배경과 필요성
기술의 배경과 문제점
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곤충의 후각 시스템은 페로몬을 감지하여 군집 형성 등 중요한 생리적 역할을 수행함. 특히 서양벌(Apis mellifera)의 후각수용체 11번(AmOr11)은 여왕벌 페로몬을 감지해 여왕벌 주위로 일벌들을 응집시키고, 집을 지으며, 산란을 억제하는 역할을 함.
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곤충의 후각수용체를 연구하려는 시도는 계속되어 왔지만, 해당 수용체를 발현시켜 기능을 유지하는 동물 세포주는 매우 제한적임. 이는 후각수용체 연구 및 관련 기술 개발에 장애가 되어 왔음.
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따라서 곤충의 후각수용체를 효과적으로 발현하고 유지할 수 있는 형질전환 동물 세포주의 개발이 필요한 상황임. 이로 인해 연구자들은 곤충의 후각수용체를 활용한 다양한 바이오 기술 개발의 가능성을 확대할 수 있음.
기술의 필요성
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곤충의 후각수용체를 발현하는 형질전환 세포주는 바이오센서 개발, 생물학적 연구 및 농업 분야에서 활용 가능성이 큼.
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기존의 연구 루틴과 비교해 보다 효율적이고 정확한 후각 수용체 분석이 가능하며, 이러한 기술은 농업 분야에서 해충 관리 및 작물 보호에도 중요한 역할을 할 수 있음.
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이와 관련된 단백질 및 유전자 연구는 새로운 의약품 개발, 환경 감지 기술 등에도 활용될 수 있어 다양한 산업적 가능성을 제공함.
구현방법
기술의 원리
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본 기술은 곤충의 후각수용체(olfactory receptor)와 공동수용체(co-receptor)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 벡터를 사용하여 HEK-293T 세포에 형질전환 시킴으로써 구현됨.
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HEK-293T 세포주는 인간 유래 세포로서 곤충의 후각수용체와 공동수용체를 발현시키기 위한 최적의 환경을 제공함.
구체적인 구현 방법
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서양벌의 후각수용체 11번(AmOr11)과 공동수용체(Orco)를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 각각 벡터에 삽입하여 준비함.
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준비된 벡터를 HEK-293T 세포에 형질전환(Transfection) 시킴. 이때 Lipofectamine 3000 및 Zeocin을 사용하여 형질전환된 세포를 선별함.
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선별된 세포주에서 후각수용체의 발현을 확인하고, 안정적인 세포주를 유지함.
기술의 장점
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곤충의 후각수용체를 효과적으로 유지할 수 있는 안정적인 형질전환 동물 세포주를 제공함.
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후각수용체 관련 단백질을 활용하여 나노 베지클(Nano vesicle)을 생산하고, 이를 다양한 바이오 센서에 활용할 수 있음.
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인간의 세포 내에서도 곤충의 후각수용체 기능을 유지할 수 있어, 다양한 생물학적 연구에 활용 가능함.
발명의 활용 방안
활용 방안
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본 발명의 기술은 바이오센서 개발에 직접적으로 활용 가능함. 예를 들어, 특정 화학물질을 감지하는 센서를 제작하여 환경 모니터링에 사용될 수 있음.
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농업 분야에서는 해충 감지 및 방지 시스템 개발에 응용되어 작물 보호에 기여할 수 있음.
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의약 및 생명공학 연구에서 후각수용체 관련 단백질 및 유전자를 연구하여 새로운 치료법이나 약물 개발에 기여할 수 있음.
기대효과
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곤충의 후각수용체를 발현하는 형질전환 세포주 개발은 생물학적 연구의 정확성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있음.
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바이오센서의 성능을 높여 환경 감지와 농업 분야에서의 새로운 솔루션을 제공할 수 있음.
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후각수용체 관련 연구를 통해 생명공학 및 의약 분야에서 다양한 혁신을 기대할 수 있음.
시장 동향
형질전환 세포주 응용 분야
바이오센서 기술 시장 동향
농업 해충 관리 기술 동향
후각수용체 연구 동향
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