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R&D 인프라

스크리닝 플랫폼

Instrument & Lab Support (ILS) group 은 Screening Discovery Platform (SDP) group 과의 협력을 통해 Chemical & RNAi library 스크리닝을 진행합니다. BSL-2+ & BSL-3 등급 실험실 내에 구축되어 있는 자동화 플랫폼을 활용하여 대부분의 감염성 질환 및 생물학적 연구수행이 가능하며 형광, 생체발광, 흡광, 이미징을 포함한 광범위한 탐지가 가능한 스크리닝 기술을 보유하고 있습니다. 이러한 기술을 활용하여 새로운 신약후보물질 발굴 및 기전연구를 진행하고 있습니다. 한국파스퇴르연구소의 스크리닝 플랫폼에 대해 문의사항이 있으신 경우 사업개발팀 (031-8018-8031~2 | BD-TEAM@ip-korea.org) 으로 연락 바랍니다.

Assay Development & Screening Capabilities

페노믹스크린(PhenomicScreen)™

세포 이미지 기반 초고속대용량 스크리닝 기술로 신약 후보물질 도출을 위한 타겟-프리(target-free) 연구법 구축

페노믹스크린™ 기술은 한국파스퇴르연구소가 자체 개발한 핵심 기술로, 세포 이미지 기반의 초고속대용량(high throughput/ high content) 타겟-프리 스크리닝 플랫폼입니다. 페노믹스크린™을 통해 살아있는 세포 내에서 일어나는 다양한 생물학적 활동을 정량화 할 수 있으며, 수백만가지의 복잡한 분자 활동을 분석하여 가장 효과적인 약물 표적을 규명해낼 수 있습니다.

화합물이 실제로 세포 내에서 실험 및 연구되었기 때문에, 스크리닝을 통해 확인된 화합물의 질병 메카니즘은 실제 생체 내에서 일어나는 반응과 생리학적으로 유사할 가능성이 높습니다. 뿐만 아니라 신약개발 초기 단계에서부터 약효, 독성, 막투과성, 세포 내 안정성 등을 연구하여 독성을 가진 화합물들을 제거하고 약효가 뛰어난 화합물을 선별할 수 있습니다.

Chemical Screening

약 400,000 종 이상의 화합물 및 천연물이 포함된 라이브러리를 활용하여 Chemical screening을 수행하고 생물학적 활성을 찾아냅니다. 화합물 라이브러리는 본연구소의 Cheminformatics and Chemistry Platform group 에서 자체합성 하거나 다양한 업체 및 기관과의 파트너쉽을 통하여 구축하였습니다.

화합물 라이브러리의 대표적 공급처는 다음과 같습니다. : ChemBridge, ChemDiv, Enamine, MicroSource, NIH Diversity Set, Prestwick, Tocris, SelleckChem, SigmaAldrich and NCI Natural Products Repository

페노믹아이디(PhenomicID)™

약물표적 규명에 사용되는 기능성 유전체 연구법

페노믹아이디™는 세포내에서 각각의 유전자 발현을 하나씩 조절함으로 세포내에서 유전자의 영향을 평가하는 연구 기법입니다. 살아 있는 세포 이미징 기술을 활용해 인간 전체 유전자와 혹은 일부 특정 유전자를 스크리닝함으로 질병의 감염에 관여하는 생리학적 분자 경로(pathway)와 질병의 표현형(phenotype) 발달과 관련된 약물표적(target)을 규명할 수 있습니다.

유전자 억제(Gene silencing) 유전자 번역 억제 또는 저하를 위하여 특정 mRNA를 타켓으로 하는 연속된 염기서열인 RNAi를 활용한 기법입니다. siRNA(short interfering RNA)와 shRNA(short hairpin RNA) 라이브러리는 질환과 관련되어서 이전에 알려지지 않은 타켓 유전자를 확인하고 혁신 신약 개발에 활용될 수 있는 새로운 타겟과 관련된 세포 시스템의 정보를 얻는데 활용되게 됩니다. 본 연구팀은 전장 유전체 (Genome wide) 분석 혹은 어세이 최적화, 데이터 분석 및 바이오인포메틱스를 포함한 초고속 스크리닝 대한 완벽한 파이프라인을 가지고 있습니다.

신호 전달과 관련된 유전자를 녹색형광 표지자로 표시하고 RNAi로 효과적으로 억제함으로 세포질부터 핵 국소화까지 표현형 변화를 유도한다.

타켓 주변을 RNAi로 억제하여 녹색 형광으로 바뀌면서 유전자 발현과 관련된 보조인자(cofactors)를 확인한다.

RNAi Screening

RNAi 스크리닝은 신약개발을 위한 새로운 타겟이나 세포전달체계에 관여하는 특정 유전자의 규명에 활용되는 기술입니다. 본 연구소는 siRNA 및 shRNA 기술을 포함하여 대용량 스크리닝이 가능한 RNAi 라이브러리를 보유하고 있으며 해당 라이브러리의 정보는 아래와 같습니다.

- Human genome-wide library with coverage of ~22,000 genes with 3 siRNA targeting each gene in 384-well arrayed format
- Human kinase focused library covering ~700 genes with 3 siRNA targeting each gene in 384-well arrayed format
- Human phosphatase focused library covering ~300 genes with 3 siRNA targeting each gene in 384-well arrayed format
- Human genome-wide library coverage of ~16,000 genes with 5 shRNA targeting each gene in 384-well arrayed format

타겟-프리 구조활성상관성연구 (Target-free SAR)

유효(Hit) 화합물을 선도(Lead) 화합물로 발굴하는 혁신적인 연구법

타겟-프리 구조활성상관성연구는 다양한 세포의 구조활성상관성 연구를 통해 얻은 다양한 정보를 활용하여 유효 화합물을 선도 화합물로 발굴하는 과정의 효율을 높여주는 연구 법입니다. 한국파스퇴르연구소의 화학자, 화학적정보분석전문가(chemoinformaticians) 및 약리학자들은 본 기술을 활용하여 약효가 검증된 유효 화합물의 구조(scaffolds)를 전략적으로 분석하고 변형시켜 용해성, 안정성, 활성, 내약성(tolerability) 등의 물성을 효과적으로 개선합니다. 본 연구법을 선도화합물 최적화 연구에 도입해 약물 특성을 지속적으로 연구 및 개선함으로써 신약개발 후기 단계에서 발행할 수 있는 시행착오를 줄이고 나아가 신약개발 연구 과정을 가속화 할 수 있습니다.

Automation Management Solutions (자동화 관리 해결법)

한국파스퇴르연구소에는 약효검사를 실행하는데 필요한 필수도구인 여러가지 자동화 로봇 플랫폼과 개별 기기들을 보유하고 있습니다. 특히 본 연구소가 보유한 생물안전2등급과, 3등급 실험실 조건의 고유 자동화 시스템을 활용해 메르스, 결핵, B형간염, 에볼라 등의 감염병 스크리닝을 병원체의 등급에 맞게 실행하고 있습니다.

Sample Management Tools (샘플 관리 기능)

Chemical RNAi library 준비는 여러 가지 자동화 분주시스템(소용량 분주기(0.250nL~5uL), Mid-range 분주기(10nL~100uL))을 이용하여 수행합니다.

HummingWell – CyBi

Personal Pipettor – Apricot Designs

Assay Optimization Tools (분석 최적화 도구)

본연구소에는 탐색생물학, 분석법 개발 및 스크리닝 프로젝트를 위한 여러가지의 multi-label reader와, 형광강도, 형광편강, 시분할 형광분석법, 흡광도, 발광등을 측정하는 Perkin Elmer EnVision, Perkin Elmer VICTOR3™ V & Stacker Multilabel Readers 와 Molecular Devices SpectraMax® M5 를 보유하고 있습니다.

Perkin Elmer EnVision

Perkin Elmer VICTOR3™ V & Stacker Multilabel Readers

Molecular Devices SpectraMax®M5

HTS Automated Platforms (자동 고속 대용량 스크리닝 플랫폼)

고속 대용량 스크리닝은 생물안전2등급과, 3등급 실험실 조건에서 시행이 가능하며, 자동 로봇 플랫폼은 제한된 전문가에 의해 2,3등급 실험실에서 24시간, 365일 효율적으로 수행됩니다.

생물안전3등급 실험실에는 Perkin Elmer사의 Operetta High content imaging system이 있으며, Perkin Elmer사의 로봇팔을 이용 Plate stacker와(총 28개의 microtiter plate 수용가능)와 바코드 스캐너가 연동되어 있습니다.

생물안전2등급 실험실에는 2개의 자동화 플랫폼을 보유하고 있습니다. Perkin Elmer사의 Operetta High content imaging system이 있으며, ThermoFisher사의 로봇팔을 이용 Plate stacker와(총 28개의 microtiter plate 수용가능)와 바코드 스캐너가 연동 가능합니다.

Cell Explorer™ Platform은 스크리닝에 필요한 다양한 장비를 로봇팔을 통해 하나의 플랫폼에 결합시키는 통합솔루션으로, Perkin Elmer 사의 OPERA microscope, EnVision Multilabel reader, Liquid handling 을 위한 JANUS Automate Workstation 등을 비롯하여, Cell fixing 및 Media swap 을 위한 BioTek 사의 ELx405 Plate washer 등이 내장되어있고, Microtiter Plate 의 원심분리를 위한 Agilent 사의 VSpin centrifuge 및, 44개 Microtiter plate 를 한번에 수용할 수 있는 Liconic 사의 Incubator가 되어 있습니다.

R&D 주요 연구시설

생물안전 3등급 연구 시설 (BSL-3)
생물안전 1등급 연구 시설 (BSL-1)
화학실험실

생물안전 2등급 연구 시설 (BSL-2)
동물실험실
방사성동위원소 실험실