대사체 신호 기반의 광범위한 세포 주기 단계 감지 합성 유전자 회로 설계

본 기술은 세포 내 다양한 대사체 신호의 농도 변화를 이용하여 세포 주기(Cell Cycle)의 특정 단계(예: G1, S, G2, M)를 정밀하게 감지하고 이에 따라 원하는 유전자 발현을 제어하는 합성생물학적 시스템을 구축하는 것을 목표로 합니다.

회로 설계 원리

• 다중 입력 감지: 여러 개의 주요 대사 중간체(예: ATP, NAD+/NADH)를 각기 다른 센서 모듈에 연결하여 다중 입력 시스템을 구성합니다.
• 단계별 스위칭: 각 대사체 농도 범위에 특이적으로 반응하도록 설계된 센서 단백질 또는 효소 촉매를 사용하여, 세포 주기 진행에 따른 대사 변화를 디지털 또는 아날로그 신호로 변환합니다.

이를 통해 기존의 단순 ON/OFF 스위치를 넘어, 세포의 현재 생리학적 상태를 반영하는 정교한 유전자 발현 조절 플랫폼을 구현할 수 있습니다. 이는 정밀의료 분야에서 세포 증식 상태를 실시간으로 모니터링하는 데 응용될 잠재력을 가집니다.