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[한국해양과학기술원] 디클로페낙 노출에 대응하는 히드라 유전자 및 이를 이용한 수생태계 환경오염 진단 방법

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

디클로페낙 노출에 대응하는 히드라 유전자 및 이를 이용한 수생태계 환경오염 진단 방법

보유기관 및 연구자 : 한국해양과학기술원 / 염승식

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ·디클로페낙(Diclofenac)노출에 의해 발현량의 차이를 보이는 히드라(Hydra magnipapillata) 유전자를 이용한 디클로페낙 노출 여부를 확인하는 하는 기술로, 수생태계 환경 모니터링을 할 수 있고, 대사변화를 진단 수 있는 바이오센서 기술

기술개발배경: ·가정이나 기업에서 방류된 의약품이 환경에 잔류하면서 이를 복원하기 위한 방법연구의 필요성이 증가하고 있으며, 특히 디클로페낙(Diclofenac)은 심혈관계 질환의 발생률이 높아, 이를 검출할 수 있는 바이오센서의 수요가 확대됨

기존기술 한계: ·심혈관계 질환을 증가시키는 디클로페낙(Diclofenac)에 관한 위험성 인지 부족
·디클로페낙(Diclofenac)이 함유된 의약품들의 무분별한 폐기와 지속적 방출로 하천 및 토양오염을 가중시켜 이를 해결할 대책이 필요함

개발기술 특성: ·히드라(Hydra magnipapillata)유전자는 성체에서도 그 발현이 유지되어 시기적인 제한을 받지 않고 신호전달계의 연구가 가능
·히드라(Hydra magnipapillata)에 각 세포형에 대한 분자 마커들이 알려져 있고, 위치화(localization)를 위한 in situ hybridization(ISH) 및 immunohistochemistry(IHC)법도 정립되어 있음
·DDBJ/EMBL/NCBI 유전자 데이터베이스에 축적되어 있는 히드라의 유전자 정보로부터 17K Hydra Express Gene Microarray(HEGEM)을 완성

기술구현: · qRT-RCR를 수행하고, 디클로페낙(Diclofenac)검출 kit를 사용
-서열번호 1내지 40 유전자군은 디클로페낙 노출 시 발현이 증가하는 마이크로어레이 칩
-서열번호 41내지 51유전자군은 디클로페낙 노출 시 발현이 감소하는 마이크로어레이 칩
-Cy3, Cy5외3개의 형광물질로 처리한 후, 히드라(Hydra magnipapillata)와 정상 대조군에서 각각 RNA를 분리
-역전사효소, dNTPs(deoxynucleotide triphosphates) 및 rNTPs(ribonucleotide triPhosphates, 사전 혼합형 또는 분리공급형), 표식시약, 및 세척 완충용액이 포함하여 cDNA를 합성하기 위한 qRT-RCR을 실시

디클로페낙에 노출한 히드라의 차등 발현 유전자 프로파일링 Hierachial clustering 결과를 나타낸 도면

시장동향: · 바이오센서 글로벌 시장 규모와 수요가 지속적으로 성장할 것으로 전망되며, 특히 생물의 병리적 현상을 예측할 수 있는 생체지표 및 센서, 생태계의 스트레스원 검출 또는 건강 진단방법에 효과적으로 이용
· 2017년 이후 세계 환경모니터링 바이오센서 규모는 $21억 6000만 (약 2조 6천억 원) 규모에서 2022년 $34억 (약 4조1000억 원)로 증가할 것으로 전망됨

글로벌 바이오센서 시장의 용도별 시장 규모 및 전망