생체분자 응축물 기반 신경정신질환 치료제 연구

생체분자 응축물(biomolecular condensates)은 세포내에 단백질과 핵산을 포함할 수 있는 동적클러스터로 물에서 기름을 분리하는 것과 유사한 과정인 액체-액체 상분리(liquid-liquid phase separation, LLPS)에 의해 형성된다. 신경퇴행성 질환에서는 단백질이 비정상적으로 뭉쳐져 신경세포가 파괴된다. 이 과정이 생체분자 응축물로 조절될 수 있을 것으로 기대되어 이 분야 연구의 상용화가 진행되고 있다.


듀포인트 테라퓨틱스(Dewpoint Therapeutics)는 막스 플랑크 연구소Anthony A. Hyman 박사와 MIT 화이트헤드 연구소 Richard Young 교수의 연구를 기반으로 2018년 설립되어 1억 3,700만$의 투자를 유치하였다. Anthony A. Hyman 박사팀은 예쁜 꼬마선충의 세포에서 고체라고 가정했던 P과립은 액체처럼 행동하는 것을 보고 이것이 LLPS라는 연구를 2009년에 발표하였다. 2019년 듀포인트는 최대 1억$의 개발성과금을 받는 조건으로 바이엘과 심장병 및 여성건강 치료제 공동 개발 계약을 체결하였다. 2020년에는 최대 3억 5천만$의 개발 성과금을 받는 조건으로 머크와 HIV 치료제 공동개발 계약을 체결하였다. 2021년에는 최대 2억 3,900만$의 개발성과금을 받는 조건으로 화이자와 근이영양증1형(Myotonic Dystrophy Type 1, DM1) 치료제 공동 개발 계약을 체결하였다. Anthony A. Hyman 박사는 스트레스 과립의 형성과 관련된 신경 퇴행성 질환의 예방 또는 치료에 사용하기위한 화합물 특허를 2018년 미국 특허청에 출원하였다(US20200150107A1).


페이즈 메디신(Faze Medicines)은 Colorado대 Roy Parker 교수, Texas대 Mike Rosen 교수, St. Jude 어린이 연구병원 J. Paul Taylor 교수, HHMI Janelia 연구소 Ron Vale 소장 등 생체분자 응축물(biomolecular condensates) 분야의 선도자들이 모여서 2020년에 설립하고 8,100만$의 투자를 유치하였다. Mike Rosen 교수는 2012년 다양한 반복결합단위로 단백질을 조작한 실험에서 더 많은 반복과 더 높은 원자가를 가진 단백질이 더 낮은 농도에서 응축물을 형성한다는 것을 발견하여, 생체분자 응축물의 활용가능성을 제시하였다. 이후 J. Paul Taylor 교수는 ALS, FTD 등의 신경질환에서 질병을 유발하는 돌연변이가 생체분자 응축물과 관련된다는 연구결과를 2016년 발표하였다. 페이즈 메디신은 ALS와 근이영양증1형(Myotonic Dystrophy Type 1, DM1) 치료법을 발견하는 데 초점을 맞추겠다는 계획을 밝혔다. 노바티스, 릴리, 애브비 등의 글로벌 제약기업들이 페이즈 메디신에 투자하면서 이 분야에 관심을 표명하였다.


네레이드 테라퓨틱스(Nereid Therapeutics)는 프린스턴대 Clifford Brangwynne 교수의 연구를 기반으로 2020년 설립되어 5,000만$의 투자를 유치하였다. Clifford Brangwynne는 박사후 연구원으로 2009년 Anthony A. Hyman 박사의 연구에서 제1저자로 참여하였다. 접힌 도메인 및 RNA 과립 관련 단백질 도메인의 광 조절 올리고머화 및 상분리를 위한 시스템 및 방법 특허를 2020년 국제 출원하였다(WO2020172228A1).

트랜지션 바이오(Transition Bio)는 하바드대 David Weitz 교수와 영국 케임브리지대 Tuomas Knowles 교수의 연구를 기반으로 2020년 설립되었다.