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바이오통신원   
[바이오 업계 소식: From Startups to Moguls] Bayer과 Trana의 tRNA 저해제 농약
생물산업 Illozik (2017-03-20 09:39)
Bayer이 농업분야의 기술확장을 지속하고 있습니다. 2017년 1월, Bayer는 노스캐롤라이나의 한 기술업체와 전략적 제휴를 맺는다고 발표했습니다. Trana Discovery라는 업체입니다. 농작물에 피해를 주는 곰팡이 방제를 위한 농약 포트폴리오 확장을 위한 Bayer 전략의 일환입니다. 살펴보겠습니다.

Trana는 2000년에 설립된 업체입니다. 당시 North Carolina State University (NCSU)와 폴란드 Lodz University of Technology의 과학자들이 Trana의 탄생과 함께 했습니다. 이들은 transfer RNA (tRNA)에 대해 연구하던 과학자들이었고, 결국 현재 이 업체의 핵심역량이 되었습니다 (업체 이름에서도 tRNA를 표현하고자 한 기분이 듭니다). 1970년대 이후 사용되어온 항생제 등의 치료제에 대해 최근 많은 병원균이나 바이러스가 저항성을 보이고 있고, 이로 인해 “새로운 치료법 (new treatment)”이 요구되었으며, Trana Discovery는 tRNA를 저해하는 신약개발로 이 unmet needs를 충족시키고자 한 것입니다. 본격적인 신약개발 플랫폼 상업화를 위해 2005년에 NCSU로부터 스핀아웃이 되었습니다.

tRNA 내에서 타깃으로 하는 부위는 ASL (anticodon stem loop)입니다. 목표 병원균이나 바이러스가 주어지면 그 종의 특이적인 ASL 시퀀스를 분석하여 이와 유사한 구조를 지니는 프로브를 제작합니다. 그리고 이 프로브를 이용하여 high-throughput 스크리닝을 진행합니다. 프로브와 단단하게 결합하는 화합물을 찾는 것이지요. 이렇게 찾은 화합물은 종 특이성을 지니며, 결국 타깃 종의 단백질 합성을 방해하여 사멸로 이르게 하는 것입니다.


Trana의 주요타깃은 HIV 바이러스입니다. 이 바이러스의 tRNA Lysine 사용을 억제하는, 그래서 결국 번식자체를 저해하는 물질을 스크리닝하는 플랫폼 기술을 보유하고 있다고 합니다. Southern Research와의 협업을 통해 하루에 50,000여개의 화합물을 스크리닝할 수 있다고 하네요. 하지만 Trana는 인간질병 신약개발에 그들의 분야를 제한하고 있지 않습니다. 아래 Trana 홈페이지 그림처럼 1차 목표는 신약이지만 농업분야 진출에 대한 의지도 있습니다. 농작물 병원균을 타깃으로 말입니다. 최근 유전자가위나 RNAi 등 분자생명공학 플랫폼 기술들이 제약분야에서, 제약보다는 임상 등의 생략으로 절차나 개발이 훨씬 수월한 농업분야에 많이 적용되고 있는 트렌드의 일환으로 보면 되겠습니다.


Bayer의 입장은 어떤 것일까요. 곰팡이로 인한 농업생산량의 손해가 연간 수천억원에 이른다고 하니 농업기업으로 도약하고자 하는 Bayer로서는 놓칠 수 없는 시장일 것입니다. 그들은 이미 17개의 곰팡이농약 포트폴리오를 갖추고 있습니다. 하지만 제약분야처럼 농업분야에서도 기존 농약에 대한 저항성 이슈가 최근 부상하고 있습니다. 이에 Bayer 또한 기술개발을 통한 혁신제품 발굴에는 노력을 늦추지 않고 있으며, 그 방법으로 회사 내부개발에만 집중하지 않고 소위 오픈이노베이션이라 불리는 외부협력을 통한 개발도 지속 중입니다. 재미있게도 Bayer Crop Science 본사도 노스캐롤라이나에 위치하고 있으며 Trana Discovery와 매우 가깝습니다. 차로 약 20분 거리입니다 (물론 Bayer의 곰팡이 농약 연구개발 부서는 프랑스에 있지만 말입니다). 이렇게 가까운 곳에 위치 하는 업체의 기술이, 특히 기존의 농약 중 이렇게 tRNA을 타깃으로 하는 것은 없었기에, Bayer 입장에서는 새로운 메커니즘을 통한 저항성 회피 전략으로 솔깃했을 것입니다.

들리는 바에 의하면, Bayer는 Trana의 기술을 통해 한 가지 특정 곰팡이를 타깃으로 하는 것이 아니라 여러 유해곰팡이를 동시에 처리할 수 있는 농약개발을 목표로 하고 있다고 합니다. 음, 앞에서 언급한 “종 특이적인” 신약개발이 아니기에, Trana의 접근 방법이 궁금합니다. 일단 타깃 유해곰팡이들의 게놈분석을 통한 가장 유망한 타깃 부위를 찾을 것이라고 합니다. 유해한 녀석들끼리는 서열이나 구조가 보존되어 있으면서, 또 유익한 다른 균들에게는 보존되어 있지 않은 그런 부위를 찾아내야 할 터인데, 그들의 과제가 되겠습니다. 관련하여, 최근 유익균을 이용한 농약이나 비료가 부상하고 있는 만큼, 유익균의 성장을 저해하는 부작용의 존재여부가 성공의 관건이기도 하겠습니다.

아무튼 곰팡이 농약이라는 한 개의 카테고리에서 이미 17개의 포트폴리오를 갖추고 있는 Bayer라는 거대업체가 업의 영역에서 경쟁력을 거듭 키워가기 위해 기술벤처나 스타트업과 끊임없이 노력하는 모습이 인상적입니다. 이 거대 독일업체는 Bayer’s Alliance Management Department라고 부르는, 외부협력만을 위한 조직도 운영하고 있습니다. 이번 Trana와의 협력도 이 조직의 성과 중 하나입니다. 혁신은 이런 R&D 기반의 노력에서만 탄생할 수 있습니다. 또 모르지요. 제약기업이기도 한 Bayer이 농업에서 tRNA 저해 기술로 성공을 거두고, 같은 기술로 신약개발에까지 손을 뻗칠 지.

Trana 플랫폼 기술의 농업분야 적용에 대한 동영상과 함께 글을 마칩니다.

 [참고문헌]
1. http://www.tranadiscovery.com/trana-bayer.html
2. http://directory.ncbiotech.org/content/trana-discovery-inc
3. http://www.xconomy.com/raleigh-durham/2017/02/08/bayer-enlists-trana-discovery-to-find-new-fungicides-for-field-crops/#
4. http://blog.luxresearchinc.com/blog/2017/03/approaching-open-innovation-with-open-mindedness-a-lesson-from-bayers-partnership-with-trana-discovery/
5. https://www.cropscience.bayer.us/products/fungicides#

※ 상기 내용 중 잘못된 사실이 있거나 보충이 필요한 부분이 있으면 알려주시기 바랍니다.

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Illozik (필명)
Ph.D. in Life Sciences. SNU 학사, POSTECH 박사를 거쳐 현재 업계에서 재직 중이다.
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회원작성글 순똘  (2017-03-20 15:25)
Illozik님. 항상 연재하시는 기사 잘 보고 있습니다. 업계 소식을 자세히 설명해주셔서 재미도 있고, 앞으로의 진로 결정에도 많은 도움이 되고 있습니다. 오늘도 매우 재미있는 연재기사였는데, 궁금해서 질문 하나 올립니다. 종간 tRNA의 구조가 많이 다른가요? fungus tRNA와 식물의 tRNA의 구조가 비슷하다면, 식물에게도 독성이 있을테고, 혹은 사람의 tRNA와 구조가 비슷하다면, 개발된 약이 사용된 식물을 섭취하는 것이 어렵지 않을까 싶습니다.
회원작성글 Illozik  (2017-03-20 23:14)
순똘님, 안녕하세요. 재미있게 읽어주신다니 고마울 따름입니다. Trana Discovery 기술의 핵심을 간파하는 예리한 질문을 주셨습니다. 크게 science와 안전성시험 두 가지로 생각해볼 수 있을 것 같습니다. Science 측면에서는, tRNA의 종간 차이가 있긴 합니다. 예컨대 Lysine tRNA synthetase의 경우 tRNA의 anticodon stem loop (ASL)에는 종에 따라 2~3개 정도 modified nucleotide 변이가 있다고 합니다. 다른 예로 식중독이나 각종 염증을 일으키는 Staphylococcus aureus의 경우에는 arginine incorporation 시 사용되는 tRNA가 여섯 (6) 종류가 있다고 하는데, 다른 박테리아의 경우 다섯 (5) 개만 쓴다고 하네요. 이렇게 종간에 차이를 보이는 tRNA를, Trana가 타깃으로 하고 있는 것으로 보입니다. 물론 인체나 다른 종에 무해한지는 science로 설명이 전부 되지 않으므로 안전성검사가 "필수"입니다. 저도 이런 약을 사용한 식물을 섭취하는 것이 석연치는 않습니다만, Bayer는 제약업체 기반이니 만큼 이런 안전성이슈에 대한 전략도 있을 것 같습니다. 앞으로도 날카로운 질문 부탁드립니다. 고맙습니다.
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