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러트거스 대학교의 연구팀은 인공 지능(AI)과 로봇을 사용하여 치료 단백질을 개발했다. 팀은 척수 손상으로 인한 자상 조직을 분해할 수 있는 효소를 성공적으로 안정화시켰고, 조직 재생을 촉진할 수 있다.
이 연구는 Advanced Healthcare Materials에 발표되었다.
효소 안정화
팀이 안정화시킨 효소는 Chondroitinase ABS(ChABC)이다.
애덤 고믈리(Adam Gormley)는 프로젝트의 책임자이자 러트거스 대학교 뉴브런즈윅 캠퍼스(Rutgers University-New Brunswick) 소속의 생체 공학부(Rutgers School of Engineering) 조교수이다.
“이 연구는 인공 지능과 로봇을 사용하여 매우 민감한 치료 단백질을 개발하고 그 활동을 크게 확장한 최초의 시도 중 하나이다. 이는重大한 과학적 성과이다.” 고믈리는 말했다.
고믈리에게 이 연구를 완수하는 동기는 척수 손상에 대한 개인적인 연결에서 비롯된 것이다.
“산악 자전거 사고로 허리 아래 마비된 대학 친구가 다시 걸을 수 없을 것이라는 것을 병원에서 듣고 잊을 수 없다. 우리가 개발 중인 치료법은 언젠가 내 친구와 같은 사람들이 척수上的 자상을 줄이고 기능을 회복하는 데 도움이 될 수 있다. 이것은 아침에 일어나서 과학과 치료를 발전시키기 위해 싸우는 좋은 이유이다.” 고믈리는 말했다.
조직 재생 촉진
샤샹크 코수리(Shashank Kosuri)는 러트거스 대학교 생체 공학부의 박사 과정 학생이자 이 연구의 공동 저자이다.
코수리는 척수 손상이 환자와 그 가족의 심리적, 신체적, 사회 경제적 복지를 부정적으로影响할 수 있다고 강조했다. 이러한 손상 후에 염증의 вторич적인 캐스케이드가 발생하고, 이는 密集한 자상 조직을 생성한다.
ChABC는 자상 조직 분자를 분해하고 조직 재생을 촉진할 수 있지만, 인체 온도(98.6°F)에서 매우 불안정하다. 이 온도에서 몇 시간 내에 모든 활동을 잃는다.
합성 공중합체는 ChABC를 감싸고 적대적인 미세 환경에서 안정화시킬 수 있다. 연구자들은 ChABC를 안정화시키기 위해 액체 처리 로봇을 사용하여 공중합체를 합성하고 시험하는 인공 지능 기반 접근 방식을 사용했다.
연구자들은 여러 공중합체가 잘 작동하는 것을 성공적으로 식별했으며, 하나의 공중합체는 효소의 30%를 1주일 동안 유지할 수 있었다. 이러한 결과는 미래의 척수 손상 치료에重大한 영향을 미칠 수 있다.
