합성 화학의 발전이 한계에 다다르면서, 연구자들은 해결책을 찾기 위해 생물학에 시선을 돌리고 있습니다. 합성 생물학과 인공지능(AI)의 발전으로 과학자들은 희귀하고 자연에 존재하지 않는 분자를 설계하고 생산하는 등 약물 발견에 새로운 가능성을 열어가고 있습니다. 이러한 도구들을 활용하여 연구자들은 복잡한 분자의 합성, 생산 경로의 최적화, 그리고 제약 혁신을 위한 생물학적 시스템의 엔지니어링에 대한 새로운 접근법을 개발하고 있습니다. 빠르게 진화하는 이 분야에 대한 통찰력을 얻기 위해 합성 생물학 및 미생물학 전문가인 그레이엄 허드슨 박사와 AI 기반 단백질 설계 전문가인 네이선 랜클로스 박사와 대화를 나누었습니다. CAS가 이러한 과제를 어떻게 해결하고 있는지 자세히 알아보시기 바랍니다.
CAS: 합성 생물학이 합성 화학을 넘어 신약 개발 혁신을 위해 꼭 필요한 다음 단계입니까?
CAS: 과학자들이 미생물을 '살아있는 약물 공장'으로 만드는 데 기여하고 있는 최신 돌파구는 무엇입니까?
CAS: 식물 유래 생합성 경로를 미생물 생산에 적용하면서 가장 어려웠던 점은 무엇이었습니까?
CAS: 발견을 가속화하기 위해 AI를 활용하는 다른 분야는 무엇입니까?
CAS: 업무에서 경험한 가장 큰 데이터 관련 병목 현상은 무엇입니까?
CAS: 다양한 배경을 가진 연구자들 간의 협업이 필수가 되어가고 있습니까?
CAS: 만약 신약 개발 과정에서 무엇이든 바꿀 수 있는 마법의 지팡이가 있다면, 무엇을 바꾸고 싶은가?
그레이엄 허드슨(Graham Hudson) 박사는 세인트 루이스 대학교에서 생화학 학사 학위를 취득하고, 치료제 설계를 지원하기 위해 RNA 염기쌍 열역학을 연구했습니다. 일리노이 대학교 어배너-섐페인에서 더글라스 A. 미첼(Douglas A. Mitchell)과 한께 RiPP 자연산물에 중점을 두고 박사 학위를 취득하였으며 이 과정에서 티오펩티드 생합성을 재구성하고, 두 개의 새로운 종류인 란티펩티드와 피리티드를 발견했으며, 티오아미드화의 효소학적 기초를 규명했습니다. 현재 UC 버클리의 제이 D. 키슬링(Jay D. Keasling) 연구실에서 박사 후 과정 연구원으로 재직 중이며, 사포닌 자연산물의 효소학과 생합성을 연구하고 있습니다. 또한 자연산물 연구에 관해 업계에 자문을 제공하고 있습니다.
네이선 랭클로스(Nathan Lanclos)는 사우스 플로리다 대학교에서 분자생물학 학사와 경제학 학사 학위를 취득했습니다. 또한 그곳에서 블라디미르 우버스키(Vladimir Uversky)와 함께 암에서의 단백질 기능을 연구했고, 라몬 곤잘레스의 지도하에서 박테리아 내 C1 대사 공학을 수행했습니다. 현재는 UCSF와 UC 버클리가 공동 운영하는 생명공학 박사 과정에 재학 중입니다. 2022년에는 생명 공학 스타트업을 대상으로 마케팅 전략과 데이터 모델링을 지원하는 컨설팅 회사를 설립했습니다. 랭클로스의 연구는 단백질 공학 및 고처리량 단백질 공학을 위한 머신 러닝에 초점을 맞추고 있으며, 특히 폴리케타이드 신테타제(PKSs) 등의 다중 도메인 복합체를 활용한 화학 및 치료제 생산에 중점을 두고 있습니다.