Duke 스핀아웃 CasTag BioSciences, NCBiotech의 강화로 더 나은 단백질 트랩 구축

더럼 – 생명과학자들은 항체를 좋아하는데, 그 이유는 이 작은 단백질이 병원체로부터 우리 모두를 보호하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 연구에서 관심 있는 단백질을 식별하고 표시하는 데 매우 편리한 실험실 도구이기 때문입니다.

아주 작은 것을 찾으려면 그것을 표시하기 위한 작은 깃발이 필요합니다. 그것은 항체입니다.

대부분의 생명 과학 연구자와 마찬가지로 Duke 세포 생물학 의장인 Scott Soderling은 과학자들이 세포 배양 및 살아있는 유기체에서 특정 단백질을 찾고 표시하는 데 도움이 되는 수백 개의 서로 다른 공급 실험실에서 주문에 따라 제작되는 분자인 맞춤형 항체에 의존해 왔습니다.

“하지만 문제가 있습니다”라고 그는 Nanaline Duke 사무실에 인접한 작은 회의실에서 설명했습니다. “시중에 판매되는 항체의 50%는 쓰레기입니다. 구체적이지 않습니다. 그들은 당신이 묶는다고 생각하는 것을 묶을 수도 있지만, 당신이 알지 못하는 다른 것에 묶일 수도 있고, 심지어 당신이 묶고 싶은 것을 전혀 묶지도 않습니다.”

그보다 더 나쁜 것은 맞춤형 항체의 한 배치가 마지막 항체와 동일하지 않을 수 있다는 것입니다. “당신이 원하는 것과 정확히 결합하고 그 외에는 아무것도 결합하지 않는 완벽한 항체를 가지고 있다고 가정해 보세요. 그런 다음 다음 로트를 주문하고 다른 동물과 다른 준비가 이루어지며 다시 원점으로 돌아갑니다. 작동하지 않습니다.”

"이러한 나쁜 항체가 재현 불가능한 결과의 상당 부분을 초래하는 것으로 생각됩니다."라고 Soderling은 말합니다. “따라서 비용이 들고, 시간이 들고, 신뢰성이 필요합니다. 이는 학계와 산업계 모두에서 과학에 있어서 큰 문제입니다.” 부분적으로 문제는 맞춤형 항체 제조 기술이 1970년대부터 시작되었다는 사실에서 비롯된다고 그는 말했습니다.

그러나 Soderling은 신뢰성 문제를 해결하기 위해 Duke 스핀아웃 회사를 설립했습니다. CasTag BioSciences는 게놈 편집 도구 CRISPR를 사용하여 완전히 새로운 방식으로 관심 단백질을 표시하는 그의 연구실에서 개발된 기술을 기반으로 합니다.

Soderling 연구의 주요 추진력 중 하나는 신호가 전송되고 수신되는 신경 세포 사이의 작은 간격인 뇌의 시냅스에서 단백질을 식별하는 것이었습니다. 모든 신호 전달은 특정 단백질에 의해 조절됩니다. 그러나 시냅스에 있는 모든 단백질을 식별하고 이들이 세포에 전달하는 내용을 해석하는 것은 매우 작은 공간에서 큰 문제입니다. 항체는 핵심 도구이지만 맞춤형 항체를 사용하는 작업이 어렵기 때문에 작업이 실망스럽고 속도가 느렸습니다.

약 3년 전, CRISPR라는 새로운 유전자 편집 기술에 대한 소식이 퍼지자 Soderling과 그의 팀은 이 기술이 작은 세포에서 검출하고 있는 수백, 심지어 수천 개의 단백질을 라벨링하고 시각화하는 더 나은 방법을 제공할 수 있는지 확인하고 싶었습니다. 뉴런 사이의 시냅스.

Soderling은 "우리는 CRISPR가 수백 가지 단백질을 식별하고 라벨링하는 시급한 문제를 해결하는 정말 놀라운 도구가 될 수 있다는 생각을 갖고 있었습니다."라고 말했습니다. "우리가 개발한 것은 기본적으로 라벨링 문제를 완전히 뒤집는 새로운 모듈식 방법이었습니다."

그들은 CRISPR를 사용하여 짧은 서열을 유전자로 편집하여 생산되는 모든 단백질이 암흑 관습이 아닌 알려지고 신뢰할 수 있으며 특성이 잘 알려진 항체에 의해 감지되는 자신이 만든 태그를 운반하도록 하고 있습니다. 항독소.

"이 항체는 아미노산 서열의 작은 부분을 인식합니다"라고 Soderling은 설명합니다. Soderling은 "그래서 우리는 이러한 아미노산을 암호화하는 DNA(손잡이)를 취하여 생체 내 또는 세포의 유전자에 바로 집어넣습니다"라고 말합니다.

개념 증명 실험을 통해 쥐의 뇌에서 아름다운 단백질 표지가 생성된 후 Soderling은 이미지를 보고 "좋아, 엄청나다"고 말했습니다.

실제로 그들은 새로운 시스템을 HiUGE(상동성 독립적 보편적 게놈 공학)라고 명명했는데, 이는 실제로 엄청날 수도 있습니다.

그들은 그것을 플러그 앤 플레이 생물학이라고 부르는데, 몇 개의 태그만으로 수백 개의 알려지지 않은 단백질을 다룰 수 있고 동시에 여러 개의 태그를 유전자에 넣을 수도 있기 때문입니다. Soderling은 이 시스템이 모듈식이며 사용하기 쉬우므로 단백질 라벨링에 대한 반자동, 높은 처리량 접근 방식이 가능하다고 말했습니다.

비유하자면, 어두워진 후 폭우 속에서 집 번호 2345를 찾아 천천히 블록을 내려가는 배달 트럭 운전사를 생각해 보십시오. Soderling과 그의 팀이 한 일은 2345번의 모든 집에 "Hey UPS!"라고 적힌 밝은 표지판을 설치한 것입니다. 여기!"

HiUGE 시스템은 팀으로 작동하는 한 쌍의 아데노 관련 바이러스에 의해 접시나 유기체의 살아있는 세포에 전달됩니다. 한 바이러스는 CRISPR가 DNA를 자르고 새로운 코드 조각을 삽입해야 하는 지점을 표시하는 가이드 RNA를 운반합니다. 두 번째 아데노 관련 바이러스는 그들이 고안한 태그인 '페이로드'를 운반하며, 이는 이후 유전자가 생성하는 모든 단백질에 내장됩니다.

합성 가이드 RNA 및 HiUGE 태그를 포함한 벡터는 이름에서 알 수 있듯이 불가지론적이거나 '상동성 독립적'입니다. 그들은 주변에 어떤 유전자가 있는지 신경 쓰지 않습니다. Soderling은 “우리는 이 가이드 RNA가 쥐, 인간, 원숭이, 고양이 또는 당나귀 게놈의 어떤 것도 인식하지 못하도록 설계했습니다.”라고 말했습니다.

미지의 세계를 탐험하는 영리한 방법입니다.

이러한 접근 방식은 자신의 작업을 발전시킬 뿐만 아니라 Soderling은 단백질에 태그를 지정하는 빠르고 유연하며 보다 정확한 방법이 비즈니스 기회가 될 수도 있다는 것을 깨닫기 시작했습니다. 약간의 연구를 통해 그는 맞춤형 항체가 $24억 시장이라는 사실을 알아냈습니다. 다시 말하지만, 광고된 대로만 절반의 시간 동안만 작동하는 제품이 있습니다.

그는 특허 절차를 시작하고 회사 설립에 대한 조언을 얻기 위해 Duke의 OLV(Office of Licensing and Ventures)에 연락했습니다. "그런 다음 나는 이미 좋은 직장을 갖고 있기 때문에 사업을 운영할 방법을 찾아야 했습니다." 사실 그는 거의 동시에 세포 생물학 의장으로 임명되기도 했습니다.

OLV의 추천에 따라 Soderling은 Durham 시내의 Chesterfield Building에 있는 공유 작업 공간인 Biolabs North Carolina를 방문했습니다. 이 곳은 개별 습식 실험실 벤치를 월 단위로 임대하고 냉동, 유전자 장치 등 스타트업에 필요한 모든 기본 장비를 제공합니다. -PCR 기계, 원심분리기 등을 복사합니다. 그는 자신의 아이디어를 Biolabs에 제시하고 둘러보았습니다.

다음날 BioLabs NC의 Ed Field 사장은 Soderling에게 전화를 걸어 사업 운영에 도움이 필요한지 물었습니다. 스타트업 베테랑인 Field는 이제 CasTag의 CEO가 되었습니다. 이 회사는 노스캐롤라이나 생명공학 센터의 대출을 통해 최근 Fuqua 경영대학원 졸업생을 사업 개발 책임자로 고용하고 Soderling이 업계에서 일자리를 찾는 동안 파트타임으로 실험실을 운영할 전직 박사후 연구원을 고용할 만큼 충분한 자금을 모았습니다. .

“우리는 웹사이트를 가지고 있습니다. 우리는 명령을 받았습니다. 우리에게는 고객이 있습니다. 현재 작동 중입니다.” Soderling은 경이로움이 가득한 목소리로 말했습니다. HiUGE에 대한 그의 컨퍼런스 강연과 Neuron의 2019년 7월 1일 논문은 관심을 끌었습니다. 그런 다음 해당 논문은 저널의 "2018~2019년 최고" 중 하나로 재출판되어 더욱 주목을 받았습니다.

이제 그들은 새로운 제품에 대한 아이디어도 가지고 있습니다. Soderling은 “이것이 단지 단백질에 태그를 붙이는 것보다 더 확장되고 더 커질 수 있기를 바라고 있습니다.”라고 말했습니다.

“아시다시피 노스캐롤라이나는 옛날에는 제조업이 발달한 주였습니다.” 테네시 원주민인 소더링(Soderling)이 말합니다. “언젠가 일어나서 Durham 시내로 차를 몰고 가서 전 제조 창고 중 한 곳에서 전 세계로 배송할 시약을 만드는 사람들이 윙윙거리는 모습을 보고 싶습니다. 그게 꿈이에요.”

(c) 노스캐롤라이나 생명공학 센터

원본 기사 출처: WRAL TechWire