phage display 가 무엇인지 알려주세요.
phage display 가 무슨 뜻인지 왜 이러한 이름이 명명되었는지 구체적인 연구나 분석방법에는 어떤 것들이 있는지, 무엇을 위한 연구인지 등등 전반적인 설명부탁드립니다.
안녕하세요.
파지 디스플레이는 박테리아를 숙주로 사용하는 바이러스인 박테리오 파지를 이용하여
박테리오 파지 표면에 나타나는 단백질과의 상호작용을 연구하는 기법입니다.
수많은 종류의 파지가 있지만 주로 대장균을 숙주로 하는 M13파지와 Lamda파지가 파지디스플레이에 사용됩니다.
파지 디스플레이는 박테리오파지를 사용하여 특정 유전자가 어떤 물질과 상호작용하는 단백질을 만드는지 분석하여 라이브러리를 만들고 이를 여러 실험에 사용하는 것을 목표로 합니다.
원하는 유전자를 파지에 삽입하면 파지는 계속 이 유전자를 가지게되고, 파지의 단백질 표면에 해당 유전자가 발현하는 단백질 구조가 생깁니다.
특정 리간드와 결합하는 단백질을 생성하는 유전자를 찾기 위해, 여러가지 후보군인 유전자를 각각 삽입한 파지를 만들 수 있습니다. 그러면 각 파지에 어떤 유전자가 들어있는지 기록하여 라이브러리를 만들 수 있습니다.
각 파지는 표면에 삽입한 유전자가 발현하는 단백질의 특성을 가지게 되고,
이 파지들을 리간드에 넣으면 해당 리간드에 결합하는 단백질 유전자를 가진 파지들만 리간드에 붙게 됩니다.(항원항체반응), 세척과정을 거쳐 붙지 않은 파지들은 떨어져 나가고, 엘루션 버퍼 용액으로 리간드에 결합한 파지를 떼어내어 분리합니다.
이렇게 선별된 파지들은 대장균(숙주세포)에 감염시키면 그 수를 급속히 증가시킬 수 있습니다.
이렇게 선별되어 증식된 파지들은, 항체 의약품 발굴, 단백질 연구, 유전자 조절 연구 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다.
"Phage"라는 이름은 이 기술에 사용되는 바이러스인 박테리오파지(bacteriophage)에서 파생되었고, 이는 박테리아를 감염 시키는 데 사용되는 바이러스 입니다. 이 기술에서 이들의 유전적 조작을 통해 특정 단백질을 단어 그대로 디스플레이(display)하도록 합니다. 그래서 Phage Display라는 것은 특정 단백질, 펩타이드 등을 선택적으로 식별하고 개발하기 위해 사용되는 기술입니다. Phage Display의 기술은 매우 특이적인 항체를 개발하는 데 널리 사용되고 있습니다. 이를 통해 질병을 진단하거나 치료하는 데 사용되는 항체를 찾아낼 수 있습니다.
파지 디스플레이(Phage Display)는 단백질-단백질, 단백질-펩티드, 단백질-DNA 상호작용을 연구하는 실험 기법입니다.
이 기법에서는 목표 단백질의 유전자를 파지 코트 단백질 유전자에 삽입하여, 파지가 외부에 단백질을 전시하게 하고, 내부에는 그 단백질의 유전자를 포함하게 함으로써, 유전형과 표현형 사이의 연결을 만듭니다.
파지는 박테리오파지로, 세균을 감염시켜 숙주로 하는 바이러스입니다. 파지 디스플레이에는 주로 M13 박테리오파지가 사용됩니다.
파지 디스플레이는 대규모 단백질 라이브러리를 스크리닝하고 증폭시키는 과정인 체외 선택을 통해, 다른 단백질, 펩티드 또는 DNA 시퀀스에 대해 전시된 단백질과의 상호작용을 탐지할 수 있습니다. 이는 자연 선택과 유사한 과정이죠.
조지 P. 스미스는 1985년에 파지 디스플레이를 처음으로 설명하였고, 이 기술은 현재도 단백질 공학, 특히 항체의 치료적 응용에 중요한 역할을 하고 있으며 단백질 사이의 상호작용을 규명하는 데 널리 사용되고, 치료나 진단, 또는 실험용으로 중요한 특정 항체 탐색에 매우 유용하게 이용되고 있습니다.
Phage display는 펩타이드나 항체 같은 단백질의 일부 또는 전체 단백질을 박테리오파지의 표면에 제시하는 생명공학적 방법인데요, 일반적으로 신약 개발을 위한 단백질-단백질 상호 작용의 규명을 위해 널리 사용되고 있으며, 이 밖에도 치료, 진단 또는 실험용으로 중요한 특정 항체의 탐색에 매우 유용합니다. 이 방법은 1985년 George P. Smith 박사에 의해 소개된 첫 번째의 분자 디스플레이 기술이며, 이 공로로 2018년에 그는 Greg Winter 박사, Frances Arnold 박사와 함께 노벨 화학상을 수상했습니다. 기본적으로 박테리오파지에 유전자 클로닝해서 발현한 단백질을 파지 표면에 디스플레이 되도록 한 다음, 단백질이나 표적과의 결합력으로 상호 작용의 여부 및 정도를 측정하며 주로 M13 박테리오파지(M13 Bacteriophage)나 fd 파지가 많이 사용됩니다. 파지 디스플레이의 주된 용도는 다수의 유전자를 포함하는 유전자 라이브러리 중에서 특정 표적에 결합하는 단백질을 암호화하는 유전자를 선발하는 것입니다.
Phage display는 단백질이나 펩타이드 라이브러리를 특정 세포나 분자에 결합시키기 위한 기술로, 세포 외부에 표시된 단백질이나 펩타이드를 활용하여 다양한 생명과학 분야에서 활발히 연구되고 있습니다.
이 기술은 대장균 바이러스인 패지(phage)를 이용하여 단백질이나 펩타이드 라이브러리를 표시하는 방법으로, 바이러스가 세포에 감염되어 단백질이나 펩타이드가 표시된 바이러스가 증식하게 됩니다. 이를 통해 특정 세포나 분자에 결합하는 단백질이나 펩타이드를 식별하고 선별할 수 있습니다.
Phage display는 항체 라이브러리를 스크리닝하여 특정 항체를 발견하거나, 단백질-단백질 상호작용을 연구하는 데 활용됩니다. 또한, 약물 개발, 질병 치료, 및 생명과학 연구 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 이를 통해 단백질이나 펩타이드의 상호작용을 이해하고 새로운 치료제나 진단법을 개발하는 데 기여하고 있습니다.
안녕하세요, 백찬양 전문가입니다.
파지디스플레이는 노벨생리의학상을 수상한 연구입니다.
간단히 얘기하자면 파지 바이러스를 이용하여 항체와 같은 단백질의 변이를 특정 방향으로 축적시키는 기술이라고 말할 수 있겠습니다.
즉 연구하고자 하는 단백질이 달려있는 파지를 특정 항원에 결합시켜 가장 결합을 잘하는 파지를 고른 후 다시 새롭게 변이를 일으킨 뒤 같은 방법으로 결합을 가장 잘하는 파지를 고르다보면 결과적으로 결합력이 가장 뛰어난 단백질(파지에 발현되어 있는)을 얻을 수 있습니다.
이를 이용하여 개발한 최초의 의약품이 휴미라라고 하는 항체의약품이며 현재 전세계에서 매출이 가장 많은 의약품 중 하나입니다.
휴미라의 아달리무밥 항체는 TNF-alpha를 타겟하도록 개발되었으며 파지 디스플레이 방식을 적용하여 개발된 약물입니다.
답변이 도움되셨다면 '추천' 부탁드립니다.
감사합니다:)
Phage display는 유전자 조작된 바이러스인 페이지 바이러스를 이용하여 단백질이나 항체 등을 표면에 노출시켜 다양한 바이러스 유래 단백질이나 항체 라이브러리를 만들고 이를 활용하는 기술입니다.
이름은 페이지 바이러스가 단백질이나 항체를 "디스플레이"하여 외부에 노출시킴으로써 특정 단백질이나 항체를 찾아내는 것을 의미합니다. 이 기술은 단백질-단백질 상호작용 연구, 항체 발견 및 엔지니어링, 백신 개발 등 다양한 생명과학 분야에서 활발히 활용되고 있습니다.
Phage display 기술은 크게 람다 페이지 디스플레이와 M13 페이지 디스플레이로 나뉘며, 이를 이용하여 단백질 라이브러리를 구축하고 원하는 단백질이나 항체를 선별하는 과정을 거칩니다
파지 디스플레이(phage display)는 박테리오파지(박테리아 바이러스)의 외피 단백질에 펩타이드나 단백질을 발현시켜 대량으로 생산하고 스크리닝하는 기술입니다. '파지'는 박테리오파지를, '디스플레이'는 단백질을 외피에 노출시킨다는 뜻입니다. 파지 게놈에 외래 유전자를 삽입하면 파지 복제 시 해당 단백질이 파지 표면에 발현됩니다. 이를 활용해 항체, 펩타이드, 효소 등의 단백질 라이브러리를 구축하고 특정 표적에 결합하는 분자를 선별할 수 있습니다. 파지 디스플레이는 단백질-단백질, 단백질-펩타이드, 단백질-핵산 등의 상호작용 연구와 신약 개발, 진단 분자 발굴 등 다양한 분야에서 유용하게 활용되고 있습니다.