요약
본 기술은 미후도 에탄올 추출물(Ethanol Extracts of Actinidia arguta, EEAA)을 이용하여 근육세포를 지방세포로 직접 교차분화시키는 조성물을 개발하는 것입니다. 근육생성과 지방생성이 같은 배아 줄기세포에서 유래되어 상호 전환분화가 가능하다는 점에 착안하여 이러한 전환분화를 조절할 수 있는 물질로서 천연물을 활용하였습니다. 실험을 통해 EEAA가 근아세포를 지방세포로 전환분화시키는 효과를 확인하였으며, 이는 고부가가치 인공육 생산과 고급육 생산에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 특히 기존 인공육의 한계였던 근내지방 부족 문제를 해결하여 향미와 부드러움을 재현할 수 있고, 축산업에서도 사료 첨가재로 활용하여 고급육 생산을 가능하게 함으로써 관련 산업의 경쟁력을 높이는 데 기여할 수 있습니다.
기본 정보
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특허명: 미후도 에탄올 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육세포에서 지방세포로 직접교차분화를 유도하는 조성물
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발명자: 이승호 교수
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출원번호: 10-2021-0007918
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등록번호: 10-2529976
상세 정보
발명의 배경과 필요성
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건강과 밀접히 연관된 근육생성과 지방생성에 대한 연구는 예로부터 지속되어 왔으며, 근육세포와 지방세포는 같은 배아 줄기세포에서 유래되기 때문에 상호 전환분화가 가능함. 이를 조절할 수 있는 물질은 병리학적, 약리학적 측면에서 매우 중요함.
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특히 천연물이 그러한 전환분화를 조절할 수 있는 물질로 주목받고 있음. 천연물은 합성물에 비해 부작용이 적고, 항산화, 항암 등의 병리효과가 이미 입증되어 있음.
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근육과 관련된 많은 질병들이 이소성 지방 생성에 의해 발병하며, 근육생성과 지방생성을 조절할 수 있다면 의미가 큼. 또한 고급육 생산을 위해서는 근내지방 함량을 높이는 것이 중요하며, 마블링 증가에 대한 연구가 지속되고 있음.
구현방법
기술의 원리
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미후도 에탄올 추출물(Ethanol Extracts of Actinidia arguta, EEAA)을 이용하여 근육세포가 지방세포로 직접 교차분화되는 조성물을 개발함. MyoD, C/EBP-β, PPAR-γ 등의 marker 발현을 통해 이러한 전환분화가 일어남을 확인함.
구체적인 구현 방법
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주요 에너지 사용 설비에 IoT 센서를 부착하여 데이터를 수집하고, 이를 클라우드 서버에 전송함. 머신러닝 알고리즘을 이용해 데이터를 실시간으로 분석하고, 비효율적인 에너지 사용 패턴을 감지함.
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강화학습 기반의 에너지 운영 최적화 엔진을 활용하여 최적의 에너지 운영 계획을 도출함. 이 과정에서 에너지 사용량, 쾌적성, 생산성 등을 고려함.
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미후도 에탄올 추출물은 한국식물추출물은행에서 구매하여 사용하였으며, 95% 에틸알코올에 추출 후 동결건조기로 건조하여 사용함.
실험 및 결과
실험의 목적
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미후도 에탄올 추출물이 근육세포의 지방세포로의 전환분화에 미치는 효과를 평가하기 위해 실험을 진행함. 주요 평가 항목은 세포 생존율, 근관세포 형성 감소, 지방세포로의 전환분화 등임.
실험 방법 및 과정
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C2C12 근아세포에 다양한 농도의 EEAA를 처리하고 WST-1 assay를 통해 세포 생존율을 측정하였음. 또한 Oil Red O 염색을 통해 지방세포로의 전환분화를 확인함.
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qRT-PCR을 통해 myogenesis marker인 MyoD의 발현 감소와 adipogenesis marker인 PPAR-γ, C/EBP-β, C/EBP-α의 발현 증가를 확인함.
실험 결과
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EEAA를 처리한 그룹에서 myogenesis marker인 MyoD 발현이 유의하게 감소하였고, adipogenesis marker인 PPAR-γ, C/EBP-β, C/EBP-α의 발현이 유의하게 증가함을 확인함. 이는 EEAA가 근아세포를 지방세포로 전환분화시키는 효과가 있음을 시사함.
발명의 활용 방안
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이 조성물은 고부가가치 인공육 생산에 필수 소재로 사용될 수 있음. 특히 기존의 인공육의 제한점인 근내지방 부족 문제를 해결함으로써 향미와 부드러움을 재현할 수 있음.
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축산업에서는 고급육 생산을 위해 이 조성물을 사료 첨가재로 이용하여 근내지방 함량을 높일 수 있음. 이는 마블링이 우수한 한우 등 고급육 생산을 가능하게 함.
기대효과
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EEAA를 이용한 근아세포의 지방세포로의 전환분화 기술은 병리학적, 약리학적으로 큰 의미를 가짐. 또한 고부가가치 인공육 생산과 고급육 생산을 통해 축산업의 경쟁력을 높이는 데 기여할 수 있음.
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천연물의 안전성을 바탕으로 부작용이 적어 건강 증진 및 관련 질병 치료 분야에서의 응용 가능성이 큼.
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