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생물공정공학
생물공정공학
생물공학 및 생물공정공학은 미세공정(의약품 개발, 줄기세포 연구, 미세반응기 설계 등), 소규모 공정 (단백질 생산, 공정 최적화, 생물살충제 생산 등)에서 대규모 공장 및 반응기 개발(치료제 생산, 폐기물 처리 등)에 이르기까지
많은 분야에 적용되는 다면적인 학문입니다. 우리는 일상 생활 속에서, 의약품 외에도 여러 형태로 생명공학 제품을 접하고 있습니다. 발효식품(맥주, 막걸리, 김치 등)은 엄밀히 말해 생물공정공학 분야에 속해 있으며, 임신 테스트(면역학적 분석), 딸기맛(생물학적 변형) 등의 많은 제품이 생물공학에 그 기원을 두고 있습니다. 이들 분야 및
공정에는 한 가지 공통점이 있다면, 생물학적 지식과 특징이 공학과 결합되었다는 점입니다.
FAU 부산 캠퍼스의 생물공정공학과는 다음과 같이 4 가지 연구 분야를 확립하고자 합니다.
FAU 부산 캠퍼스의 화학반응공학과 협력하여, 이온성 액체가 효소 반응에 미치는 영향을 연구할 것입니다. 이에, 연속 공정이 이어지도록 효소의 안정성을 최적화할 필요가 있습니다. 그렇게 되면, 기존에 확립한 공정의 시간 및 공간 대비 생산량이 크게 증가할 것입니다. 그 외에, 이온성 액체와 효소간의 이온성 상호작용에 초점을
맞추어 생물학적 촉매의 활성 중심을 저해했을 때 이성질체 평형이 영향을 받을 수 있음을 연구할 예정입니다.
협력 파트너 : S. Willmes, H. Haumann(FAU 부산 캠퍼스), P. Wassescheid(독일 FAU의 화학공학 학과장),
C. Wandrey(독일 율리히, 생명공학과)
단백질 생산 분야는 세계 모든 연구실에서 흔히 볼 수 있는 연구 분야입니다. 유전자를 전달하는 벡터의 수는
거의 유전자 코드의 수와 비슷합니다. 지난 20년 동안, 바이러스 벡터가 가장 많이 이용되었습니다. 형질전환
식물을 만들거나 배큘로 바이러스 발현 시스템을 이용하여 곤충 세포에서 단백질을 생산하는 벡터가 가장 널리
사용되었습니다. 이러한 발현 시스템이 최적화되면서 우리 과에서는 배큘로 바이러스 시스템의 약점을 극복할
수 있는 새로운 바이러스 벡터를 개발하고자 합니다. 또한 숙주를 통해 곤충세포 외에 조류에도 초점을
맞추었습니다. 조류의 경우, 이들 개체가 번역 후 변형 빈도가 매우 높음에도 불구하고 단백질 발현에 유용하게
쓸만한 바이러스 벡터가 존재하지 않습니다. 그러므로, 의약품 업계에서는 단백질 생산용 숙주로서 조류에
관심을 가질 것입니다.
협력 파트너 : F. Vogel(FAU 부산), 조만기(한국, 동서 대학교)
서론 부분에서 언급했듯이, 면역학적 분석은 생명공학 분야에 속합니다. 독일의 본교와 협력하여, 새로운 구성의 단백질-항체-단백질 복합체를 개발하여 최적의 분석 도구를 만들 것입니다. 이러한 복합체로 ELIZA 시스템 등의 해상도가 더 나아질 수 있을 것입니다.
협력 파트너 : T. Weidner, H. Hubner(독일 FAU 생물공정공학과)
마지막 연구 과제는 "반응기 개발" 분야입니다. 조직 배양 시 동물세포를 배양하는 방법으로 방울배양법을 가장 일반적으로 이용합니다. 그러나 이 배양법의 문제는 공정 시간이 지남에 따라 영양분이 일정하게 공급되지
않는다는 점입니다. 배지 및 영양 공급 시, 영양분 조성은 세포의 성장과 분화에 크게 영향을 미치게 됩니다.
이에, 방울배양법에 적용할 수 있는 연속반응기 개발에 이미 착수했습니다.
광범위한 각 연구 분야는 독일 모교의 철학을 토대로 하고 있습니다. Rainer Buchholz가 학과장으로 있는 독일
FAU의 생물공정공학과에는 4개의 연구팀이 있습니다. 이들 연구팀의 연구주제는 서로간의 공통점은 없으나, 연구 분야를 토대로 각기 다른 지식과 사고방식을 가진 사람들이 서로에게 자극이 되어 서로를 이끌어 주고 있습니다.
세포배양과 고정화 : 면역학(캡슐화된 B-세포의 확장); 미세반응/배양 시스템(일차 심장세포의 확장; 분화
스크리닝); 단백질 발현(배귤로 바이러스 발현 시스템, 캡슐화, 번역 후 변형),단일세포 단백질 생산
해양 생명공학 : 기질 스크리닝(항바이러스, 약품 활성), 불포화 지방산 생산, 반응기 시스템 신개발, 본 연구팀의 연구는 자체적으로 개발한 광생물반응기 스크리닝 모듈에서의 배양을 토대로 하여 모듈의 규모를 확대
식물 생명공학 : 항바이러스 기질 합성, 약학적 유효성분의 선별검사
생물분석 : 이자 대사체의 특성평가, 질량분석기를 이용한 확인, 이성질체로 표지한 전구체를 이용하여 경로를 추적,생성물 정제, MALDI-Trap Tof Msn 하이브리드 질량 분석기를 이용한 구조 분석
독일 본교의 생물공정공학과에 관한 자세한 사항은 홈페이지에서 확인하세요.
www.bvt.cbi.uni-erlangen.de