모듈 02 · 균주·대사경로 설계
KeySS — 핵심 시작 균주와 대사경로 설계.
KeySS는 Cutis Microbe Bank에서 구축한 핵심 시작 균주에서 출발하여 숙주를 선택하고, 대사경로를 설계하고, 게놈을 편집하고, 그 결과를 스크리닝하여 균주가 산업적 성능을 갖춘 상태로 공정개발 단계에 도달하도록 합니다.
해결하는 문제
자연 상태의 미생물이 산업적으로 유용한 성능을 내는 경우는 드뭅니다.
자연은 미생물을 하나의 분자를 대량으로 만들도록이 아니라 생존하도록 최적화합니다. 야생 균주는 필요한 효소를 갖고 있더라도 탄소의 대부분을 성장과 부산물로 보내거나, 어떤 공정도 유지할 수 없는 조건에서만 목표 물질을 만들 수 있습니다.
KeySS는 미생물을 산업적 규격을 향해 설계해야 할 대상으로 다룹니다. 목적에 맞는 숙주를 고르고, 그 숙주에 맞는 경로를 설계하고, 게놈을 정밀하게 편집하며, 매 라운드의 변경을 스크리닝하고 학습한 뒤 다음 라운드를 시작합니다.
KeySS 계열
목표 분자 계열로 연결되는 핵심 시작 균주.
핵심 시작 균주(Key Starting Strain)는 핵심 시작 물질(Key Starting Material), 즉 한 계열의 분자들이 갈라져 나오는 분기점 물질을 이미 생산합니다. 야생 균주가 아니라 KeySS에서 프로그램을 시작하면 생물학적 출발점을 명확하게 설정할 수 있습니다.
바이오매스에서 출발하는 균주 계열은 마이코스포린 유사 아미노산 같은 자외선 차단 분자, 인디고·티리안 퍼플·인디루빈 같은 염료와 색소, 스테롤 유래 의약소재, 아미노산 유래 활성소재에 이릅니다.
핵심 시작 균주 → 목표 분자 계열
작동 방식
선택하고, 설계하고, 편집하고, 학습합니다.
선도 균주가 프로그램에서 합의한 기준을 충족할 때까지 네 단계를 반복합니다.
숙주 선택: 성장, 취급, 그리고 최종적으로 운영될 공정과의 호환성을 기준으로 미생물을 선택합니다.
경로 설계: 숙주 고유의 대사와 탄소·에너지가 경쟁하는 지점을 중심으로 목표 물질까지의 경로를 설계합니다.
게놈 편집: 변경은 정밀하고 추적 가능하게 이루어지며, 균주의 거동은 물려받는 것이 아니라 설계됩니다.
스크리닝 · 학습: 바이오파운드리에서 변이체를 병렬로 비교하고, 거기서 배운 것이 다음 설계 라운드를 결정합니다.
역량
KeySS가 프로그램에 제공하는 것.
숙주 전략
타깃과 의도한 공정에 중요한 기준에 따라 산업용 숙주를 선택하고 준비합니다.
핵심 시작 균주
야생 분리주가 아니라, 목표 분자의 계열에 이미 도달하는 KeySS 계열에서 출발합니다.
병목 효소 개량
속도결정단계를 찾아내고, 바이오파운드리에서 모델링한 변이체 라이브러리로 개량합니다.
대사경로 구축과 플럭스 균형
숙주 안에서 경로를 조립하고, 경쟁 경로를 닫고, 성장과 생산 사이에서 세포의 자원을 배분합니다.
로봇 기반 고속 스크리닝
많은 변이체를 병렬로 비교하여 성능, 안정성, 공정 적합성 기준으로 선도 균주를 선별합니다.
데이터 기반 반복과 지식재산
각 라운드에서 드러난 것을 바탕으로 다음 설계를 결정하고, 개량된 효소와 균주를 특허로 만듭니다.
파트너가 받는 것
열린 연구가 아니라, 정의된 결과물.
KeySS 프로그램은 파트너가 평가하고 그 위에 쌓을 수 있는 결과물을 중심으로 범위를 정합니다. 정확한 범위는 프로그램마다 합의합니다.
- 01
정의된 개발 계획
착수 전에 합의하는 목표, 단계, 그리고 선도 균주가 충족해야 할 기준.
- 02
스크리닝을 거친 선도 균주
합의한 기준에 따라 선별한 후보 균주와 그 선택의 근거가 된 비교 결과.
- 03
분석 패키지
프로그램 동안 동일성, 성능, 품질을 측정하는 데 사용한 방법.
- 04
이전 준비 문서 범위
균주가 공정개발 단계나 파트너 팀으로 넘어갈 수 있도록 합의한 문서화 범위.
관련 제품과 연구