S. pombe Essential Gene Heterozygous Deletion Mutant Screening Service (1,277 strains)

BIONEER의 약물작용점 규명 서비스: GPScreen

약물 작용점을 규명하는 혁신 기술로서, 분열 효모 게놈 적중 라이브러리를 이용하여 유전체 수준에서 신약 후보물질들의 약물 작용점을 빠르고 정확하게 규명해 드립니다.

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카탈로그 번호
GPS-02-ESS

GPScreen™ 기술의 특장점

  • 분열효모 게놈 적중 라이브러리 기반의 세계 유일의 혁신적인 약물 작용점 규명 기술

  • 유전체를 기반으로 거의 모든 유형의 약물 타겟 스크리닝 가능

  • 살아있는 세포 기반의 약효 평가

  • 빠르고 정확한 초고속 (HTS) 스크리닝

  • 약물 작용점, 독성 평가, 의약재창출, 천연물 작용 기전 규명 등에 적용 가능

GPScreen™ 기술의 응용 분야

  • 약물 작용점 규명 및 독성 평가

  • 우수화합물의 선별

  • 의약 재창출 및 약효 개선

  • 천연물의 타겟 발굴 및 작용 기전 연구

  • 화학 유전체 분석

개요

정확한 약물 작용점 규명은 신약개발의 성공률 증대를 위한 핵심 이슈로서, 신약 후보 물질의 작용 기전(mode-of-action)의 이해뿐 아니라 약효 개선 및 부작용 문제를 분자 수준에서 해결하기 위한 신약 개발의 첫 단계입니다. 바이오니아는 유전체 기반에서 약물의 타겟을 규명 제시하는 기술인 GPScreen™을 개발하였습니다. 본 기술은 분열효모(S. pombe) 게놈 적중 라이브러리를 이용하여 유전체 수준에서 약물의 작용점을 탐색하는 시스템으로서 약물 작용점 규명, 유전자 발현 및 synthetic lethal등과 같은 유전자기능 분석 및 약물 스크리닝에 사용될 수 있습니다. 또한 주요 질환인 암, 대사 질환뿐 아니라 그간 개발에 소외된 희귀병까지 거의 모든 질환 영역의 신약 후보 물질들의 작용점 규명에 적용 가능합니다. 이를 통해 궁극적으로 신약 개발 성공률을 획기적으로 개선해 드릴 것입니다.

GPScreen은 바이오니아, 한국 생명공학연구원 (KRIBB) 및 영국 왕립 암연구소(Cancer Research UK)의 공동 연구를 통해 개발된 세계 유일의 분열효모 (S. pombe) 게놈 적중 라이브러리 (Kim et al. Nat. Biotech, 28, 617–623 (2010)를 기반으로 하고 있습니다. 바이오니아는 이 라이브러리에 대한 모든 사업 독점권을 보유하고 있으며 유전자 기능 분석, 약물 작용점 규명 및 세포 기능 연구를 위해 제공하고 있습니다.

게놈적중라이브러리는 전체 4,845종의 유전자 변이체들로 구성되어 있으며 분열 효모 전체 게놈의 약 98.5%를 포함하고 있습니다. 개별 변이체는 상동 유전자 재조합 (homologous recombination)에 의해 정상 세포에 존재하는 한 쌍의 개별 유전자들 중 하나가 결손된 상태입니다 (그림 참조).

     

GPScreen™ 원리

'Drug-induced Haploinsufficiency (DIH)'는 heterozygous deletion mutant(특정 단백질이 정상세포에 비해 절반만 발현되는 변이체)에서 약물의 민감도가 증가하는 현상을 의미합니다. 이러한 현상은 약물이 특정한 유전자가 결손된 변이체에 작용 시 나타나며, 약물 작용점 규명의 효과적인 수단으로 여겨지고 있습니다. 그간 많은 다양한 유형의 약물들에 대한 작용점이 이러한 원리를 이용하여 발아 효모 (S. cerevisiae) 게놈 적중 라이브러리를 통해 제시 된 바 있습니다 (Baetz K et al., 2004; Lum et al., 2004). 분열 효모는 세포 분열 방식이 인체세포를 포함한 포유동물 세포와 보다 유사하여 보다 이상적인 세포 분열 모델로 여겨지고 있습니다.

GPScreen™ 성능

GPScreen™ 기술은 유전체 수준에서 약물의 작용점을 정확하게 제시할 수 있습니다.


Figure 1. GPScreen™ 기술을 이용한 약물 작용점 규명

Actin 기능 저해제인 Cytochalasin A (Fig. 1A) 처리 시, 인간 actin 상동 유전자인 분열 효모 act1 유전자가 결손된 변이체에서 현격한 세포 성장 저해 효과가 나타났으며, 이를 통해 act1이 Cytochalasin A의 약물 타겟으로 작용함을 확인하였습니다. (Fig. 1B)

GPScreen™ 서비스 진행 과정

1고객의 약물을 송부 받습니다.

2Primary test: S. pombe의 wild-type 균주에서 약효 테스트를 진행하여 GI50(Growth Inhibition rate 50: 세포 성장이 50% 저해되는 약물 농도)을 측정합니다.

3Primary test 결과를 고객에게 송부합니다. 결과 확인 후 GPScreen™을 진행할 약물을 상담을 통해 선택합니다.

4GPScreen™: 게놈 적중 라이브러리에 선택한 약물을 GI50 농도로 스크리닝 합니다.

5스크리닝 결과를 바탕으로 각 유전자 별 fitness score를 계산하여 약물의 타겟을 규명합니다.

6약물 타겟 후보 유전자의 인간 상동 유전자 분석 및 GO 기능 분석을 실시합니다.

7모든 결과를 레포트 형식으로 고객에게 전달합니다.

GPScreen™는 전체 유전체 스크리닝(genome-wide screening; 4,845종 유전자)과 필수 유전자 스크리닝(essential gene screening; 1,277종 유전자) 형태로 제공됩니다. 또한, 고객이 원하는 특정 기능 그룹이나 질환 영역에 연관된 유전자 그룹 대상으로 스크리닝 가능합니다.

보다 자세한 상담을 위해 전화(042-930-8570) 또는 이메일 (gpscreen@bioneer.com)로 연락 주시면, 서비스 가격 및 기간 등에 대한 자세한 답변을 드리도록 하겠습니다.

Brochure

GPScreen™ Services Brochure

Quality Assurance

Bioneer is the holder of Quality Management System Certificates for the following standards.

ISO 9001 – certificate

EN ISO 13485 - certificate

관련 논문
Analysis of a genome-wide set of gene deletions in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe
Dong-Uk Kim, Jacqueline Hayles, Dongsup Kim, Valerie Wood, Han-Oh Park, Misun Won, Hyang-Sook Yoo, Trevor Duhig, Miyoung Nam, Georgia Palmer, Sangjo Han, Linda Jeffery, Seung-Tae Baek, Hyemi Lee, Young Sam Shim, Minho Lee, Lila Kim, Kyung-Sun Heo, Eun Joo Noh, Ah-Reum Lee, Young-Joo Jang, Kyung-Sook Chung, Shin-Jung Choi, Jo-Young Park, Youngwoo Park, Hwan Mook Kim, Song-Kyu Park, Hae-Joon Park, Eun-Jung Kang, Hyong Bai Kim, Hyun-Sam Kang, Hee-Moon Park, Kyunghoon Kim, Kiwon Song, Kyung Bin Song, Paul Nurse, Kwang-Lae Hoe
Nat Biotechnol. 2010 Jun;28(6): 617-623.  • More information

The Natural Anticancer Agent Plumbagin Induces Potent Cytotoxicity in MCF-7 Human Breast Cancer Cells by Inhibiting a PI-5 Kinase for ROS Generation
Ju-Hee Lee., Ji-Hyun Yeon., Hanna Kim, Whijae Roh, Jeiwook Chae, Han-Oh Park, Dong-Myung Kim
PLoS ONE. 2012 Sep;7(9): e45023.

Identification of a Mitochondrial DNA Polymerase Affecting Cardiotoxicity of Sunitinib Using a Genome-Wide Screening on S. pombe Deletion Library
Dong-Myung Kim1,2, Hanna Kim2, Ji-Hyun Yeon, Ju-Hee Lee, and Han-Oh Park

TOXICOLOGICAL SCIENCES. 2016 Jan;149(1): 4–14.
Accomplishments of GPScreen™ Services
Primary Test Services     - 동아제약 (대한민국)
    - LG생명과학 (대한민국)
    - SK바이오팜 (대한민국)
    - 한빛코리아(대한민국)
    - 제일약품(대한민국)
    - KRIBB (대한민국)
    - KRICT (대한민국)
GPScreen™ Services     - 동아제약 (대한민국)
    - SK바이오팜 (대한민국)
    - 경희대 한방병원 (대한민국)
    - 성균관대학교 (대한민국)
    - 한올바이오파마 (대한민국)
    - 숙명여자대학교 (대한민국)
    - 글로벌 제약사 2곳 (일본 & 미국)

GPScreen™ 서비스 의뢰 방법

• 주문 의뢰서를 다운받으십시오. [Download] 주문 의뢰서에 귀하의 정보 및 귀하의 의뢰 약물에 관한 정보를 기입해 주십시오.
• 작성하신 주문 의뢰서를 이메일 송부해 주십시오. (이메일 주소: gpscreen@bioneer.com)
• 주문 의뢰서를 확인한 후 약물 개수 및 의뢰하실 유전자 개수에 대한 견적서를 송부해 드리겠습니다.
• 견적서 확인하신 후 서비스를 이용하실 예정이시면 저희 이메일로 발주서를 보내주십시오. (이메일 주소:gpscreen@bioneer.com)
• 본 서비스는 약물을 송부받은 날 부터 개시합니다.

연락처

주문 및 상담에 관해서는 전화(042-930-8570) 또는 이메일(gpscreen@bioneer.com)로 문의 바랍니다.

약물 송부 방법

* 업체 주소: 바이오니아 S.pombe GPS팀
34302 대전 광역시 대덕구 문평서로 8-11


(약물 송부 시, 박스에 귀하의 이름과 소속을 꼭 기재해 주십시오)

서비스

1) Primary Test Service for Determination of Growth-inhibitory Activity (GI50) in Wild Type S. pombe

Primary Test Service will be performed to all compounds requested in advance of GPScreen

카탈로그 번호 Primary Test Service Cell Type 가격 (₩)
GPS-00 Primary Test Service in Wild Type S. pombe SP286 1,000,000

* Price of primary test will be dramatically discounted when the number of compounds is ≥ 2.


2) GPScreen™ Service using S. pombe Genome-wide Mutant Set

카탈로그 번호 Full Screening Service No. of Genes 가격 (₩)
GPS-01-GW S. pombe Genome-wide Heterozygous Deletion Mutant Screening Service 4,840 Inquire


3) GPScreen™ Service using S. pombe Essential gene Mutant Set

카탈로그 번호 Essential Gene Screening Service No. of Genes 가격 (₩)
GPS-02-ESS S. pombe Essential Gene Heterozygous Deletion Mutant Screening Service 1,277 Inquire


4) GPScreen™ Service using KOG analysis-based Functional Group Subsets

카탈로그 번호 Functional Group-based Subset Services No. of Genes 가격 (₩)
INFORMATION STORAGE AND PROCESSING
GPS-03K-A A: RNA processing and modification Screening Service 210 2,100,000
GPS-03K-B B: Chromatin structure and dynamics Screening Service 97 970,000
GPS-03K-J J: Translation, ribosomal structure and biosis Screening Service 378 3,780,000
GPS-03K-K K: Transcription Screening Service 239 2,390,000
GPS-03K-L L: Replication, recombination and repair Screening Service 180 1,800,000
CELLULAR PROCESSES AND SIGNALING
GPS-03K-D D: Cell cycle control, cell division, chromosome partitioning Screening Service 183 1,830,000
GPS-03K-M M: Cell wall/membrane/envelope biosis Screening Service 48 480,000
GPS-03K-N N: Cell motility Service 2 20,000
GPS-03K-O O: Posttranslational modification, protein turnover, chaperones Screening Service 396 3,960,000
GPS-03K-T T: Signal transduction mechanisms Screening Service 285 2,850,000
GPS-03K-U U: Intracellular trafficking, secretion, and vesicular transport Screening Service 292 2,920,000
GPS-03K-V V: Defense mechanisms Screening Service 21 210,000
GPS-03K-W W: Extracellular structures Screening Service 5 50,000
GPS-03K-Y Y: Nuclear structure Screening Service 31 310,000
GPS-03K-Z Z: Cytoskeleton Screening Service 109 1,090,000
METABOLISM
GPS-03K-E E: Amino acid transport and metabolism Screening Service 187 1,870,000
GPS-03K-F F: Nucleotide transport and metabolism Screening Service 66 660,000
GPS-03K-G G: Carbohydrate transport and metabolism Screening Service 142 1,420,000
GPS-03K-H H: Coenzyme transport and metabolism Screening Service 79 790,000
GPS-03K-I I: Lipid transport and metabolism Screening Service 118 1,180,000
GPS-03K-C C: Energy production and conversion Screening Service 163 1,630,000
GPS-03K-P P: Inorganic ion transport and metabolism Screening Service 82 820,000
GPS-03K-Q Q: Secondary metabolites biosynthesis, transport and catabolism Screening Service 48 480,000
POORLY CHARACTERIZED
GPS-03K-R R: General function prediction only Screening Service 551 5,510,000
GPS-03K-S S: Function unknown Screening Service 284 2,840,000


GPScreen을 통해 발굴된 약물 작용점을 이용하여 인체 세포에서 타겟 검증 연구가 가능합니다.

I인체세포에서의 약물 타겟 검증 방법

바이오니아는 약 2만여 종의 인체 유전자에 대한 siRNA 라이브러리를 보유하고 있으며,
발굴된 타겟의 human ortholog를 이용하여 인체 세포에서의 유전자 발현 억제를 통한 타겟을 검증할 수 있습니다.

1) 인체 세포에서 약물에 의한 인체 상동 유전자 발현 조절 분석

        

Figure 1. Sunitinib 이 Hela 인간 세포주에서 인간 상동 유전자인 POLG의 발현을 억제시키는 것을 확인

(A) 인체 세포에서의 sunitinib 효과를 확인하기 위해 인간 자궁경부암 세포주인 Hela 세포에 sunitinib을 처리한 후 POLG 단백질의 발현량을 확인했습니다. POLG 항체와 goat anti-rabbit IgG-TRITC 항체를 이용하여 세포면역염색 후 컨포컬 현광현미경에서 관찰했습니다.

(B) Hela 세포에 sunitinib을 처리한 후 POLG mRNA 양을 qRT-PCR로 측정했습니다.

2) 바이오니아의 human siRNA 라이브러리를 이용하여 인간상동유전자 발현 억제 효과 분석

             

Figure 2. 인간 자궁경부암 세포주인 Hela 세포에서 POLG 발현 억제 시 sunitinib 에 의한 세포 독성이 현격히 증가

(upper panel) Hela 세포주에 POLG 타겟 siRNA(5 nM, 48h)를 처리한 후 세포에 sunitinib (5 µM, 48h) 을 처리하여 SRB assay로 세포 양을 측정하였습니다.

(bottom panel) SRB assay 한 세포를 광학 현미경으로 관찰하였습니다.

IIGPScreen™ 기술의 신약개발 후보 도출에의 적용

추가로, GPScreen™ 기술은 신약 개발 초기 단계에서 약물 후보들 간의 우수 화합물 선별에도 이용 가능합니다. 본 기술을 이용한 유전체 수준에서의 타겟 프로파일을 분석 시 독성 약물은 비독성 약물에 비해 폭 넓은 타겟 스펙트럼을 보여주었습니다. 이는 해당 약물의 인체에서의 독성 양태를 잘 대변하고 있으며, GPScreen™ 기술을 이용 시 동종의 신약 개발 후보 물질들 중에서 보다 안전한 약물을 선별 (drug prioritization) 함에 있어 매우 효과적으로 사용 가능합니다.

Figure 3. 독성 및 비독성 약물을 각각 GPScreen™ 한 후 타겟 스펙트럼 비교

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