툴젠 국내 유일 유전자가위 기술 보유 기업

출처 : https://www.newspim.com/news/view/20180909000119

[ 티앤알바이오팹 3D바이오프린팅 시스템 ]

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1. 툴젠은?

  툴젠은 1999년에 설립됐으며

1세대에서 4세대까지

전 세대의 유전자가위를 모두

독자적으로 개발한 세계 유일 기업이다.

 

  대한민국에서는 툴젠이

유일한 유전자가위 업체이고

세계적으로 크리스퍼 원천기술을

보유한 기업은 툴젠 포함 5개사다.

 

  1세대 유전자가위는 2003년 개발된

ZFNs, Zinc Finger 징크핑거

(단백질 설계와 제조가 복잡해 고비용),

 

  2세대 유전자가위는 TALENs 탈렌

(단백질 크기가 커

세포 내 전달이 어렵고 고비용),

 

  3세대 유전자가위는 CRISPR 크리스퍼,

Clustered Regularly Interspaced

Short Palindromic Repeats.

 

  크리스퍼 가위는 의외로

분해할 유전자를 지정하는

가이드 RNA와 분해효소 CAS9로만

구성된 단순한 구조다.

 

  그렇기에 앞 세대보다

세포 안으로 쉽게 전달돼

정확도와 효율성이 높고,

비용은 유전자가위 1개를 만드는 데

한화 1만 원 수준 정도까지 낮아져

연구용, 산업용, 치료용을 위한

대량생산에도 좋다.

 

 

  유전자가위란 원하는 유전체의 위치를

정확히 자르는 도구인데

Correction or Editing / Genetic Editing

유전자 교정의 핵심 역할을 한다.

 

  다시 말해 변형한 핵산분해효소를

사용함으로써 특정부위의 DNA를

제거, 첨가, 수정하는 기술이다.

 

  툴젠은 동물, 식물 분야에서

종자개량은 물론 항암 유전자치료제 개발,

희귀 유전질환 치료와 질병인 간치료제

( 혈우병, 리소좀 축적질환, B형간염 ),

 

  난치성 안구질환

( 습성 황반변성, 당뇨성 망막변성 ),

 

대사질환, 말초신경질환 치료제

개발에 힘을 쏟고 있고,

 

  그린바이오라 일컬어지는

새로운 분야에서 올리브 기름보다

높은 올레인산을 함유한 Solive,

발암물질 없는 감자 개발 중,

특정 유전자 발현을 제거한 FIT Pig를

선보여 사업확장을 꾀하고 있다.

 

  올레익산 비율이 높은 콩은

개발을 완료 후 중앙아시아에서

소규모로 재배하고 있어

검증을 앞두고 있고, 미국농무부

United States Department of Agriculture

USDA 승인을 획득했다.

 

2. 제품/상품

  툴젠이 개발한 3세대 유전자가위

RGEN ( CRISPR-CAS9 )은

기존 유전자가위들과 비교해

더 다양한 형태로 활용할 수 있고,

대량 생산에도 더 적합하다.

 

  첫째, 식물의 분자 육종 과정에서

외부 유전자 합성이 아닌

일부 유전자를 변형시켜

유전자변형 농수산물인

Genetically Modified Organism,

GMO 관련 규제를 극복할 수 있다.

 

  왜냐하면 유전자 가위를 이용해

일부 유전자만 제거되거나

교체된 동식물은 자연적으로

가질 수 없는 유전자를

갖고 있지 않기 때문에

GMO가 갖는 허가 비용이나

안전 규제에 해당되지 않는다.

 

  둘째, DNA 분석에 이용되는

체외진단기술에 활용할 수 있다.

 

 

  툴젠은 이미 2013년

3세대 유전자가위 기술 라이센싱 계약을

세계적인 생명과학업체

Thermo Fisher Scientific 써모피셔와

체결해 로얄티를 받고 있고,

 

  Crispr 가위 원천기술로 제품 개발과

서비스 분야 활용이 가능해졌다.

 

  2016년, 현재는 Merck 머크가 인수한

기초 화합물 판매사 Sigma Aldrich

시그마 알드리치와

크리스퍼 유전자가위 공급 계약 발표,

 

  같은해 미국국립보건원 NIH,

National Institutes of Health가

크리스퍼 가위를 이용한 치료제의

사람 대상 임상 실험을 허가해

새로운 변화를 받아들일 준비를 하고 있다.

 

  크리스퍼 가위는 세균의 면역기전을

활용해 원하는 유전자로 편집해

세균이 박테리오파지나 바이러스에

대항해 외래 유전자에 대한

DNA 라이브러리를 구축하고

이를 이용해 외래유전자를 분해한다.

 

  특히 크리스퍼 가위는

세포 안으로 쉽게 전달되고

정확도와 효율성이 좋은 것은 물론

1세대나 2세대보다 더 저렴하며

대량생산 역시 더 쉽다.

 

  다만 바이러스의 생체 내

면역반응 문제와 바이러스가

원하는 결과를 이끌어 낼 수 있는

충반한 양의 유전자와 유전자가위를

전달할 수 있어야 한다.

 

  그래서 근래 나노입자를 통한

전달 기술이 개발되고 있다.

 

 

  2017년에는 근육강화돼지 상용화,

차세대 항암면역치료법 CAR-T 매출이

일어났고,

 

  향후 핵심 파이프라인으로

손과 발 근육이 쪼그라드는 난치병

Charcot-Marie-Tooth,

CMT1A와 종자사업부가 될 전망이다.

 

  CMT는 전세계 140만 명 환자 중

55%가 1A형이며 현재 삼성병원 연구진과

공동연구로 동물실험에서 치료 효과를

입증해 향후 임상에 돌입할 것으로 보인다.

 

 

  이하 툴젠의 사업전략은 다음과 같다.

 

1) Platform

  최고 수준의 CRISPR 유전자가위

  Best in Class CRISPR tools

 

- Smallest Cas9

- High Fidelity Cas9

  특이성이 향상된 CAS9

 

 

2) Therapeutics

  유전자교정 세포 치료제

  Genome edited therapeutic cells

 

- Immune Cell Program

  차세대 CAR-T 치료제,

 면역세포 치료제, 중간엽줄기세포

 

 

3) Agriculture

  동식물 유전자교정

 Genome edited animals and plants

 

- Plant program

- Animal program

- Therapeutic protein production program

 

 

4) Therapeutics

  CRISPR 기반 유전자 치료제

  CRISPR based gene therapeutics

 

- Eye program

- Liver program

- Neuro program

 

[ 고바이오랩 마이크로바이옴 전망 ]

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3. 성장모멘텀

  이미 2015년 중국 연구진이

크리스퍼 가위로 인간 배아 실험을

진행해 문제가 제기됐으며,

 

  영국은 난임 연구로

배아 생성 초기 일주일 간

크리스퍼 가위 인간 배아 대상

연구를 승인했다.

 

  일본도 유전체교정생물체를

유전자변형생물체 규제 대상에서

제외를 권고해

기초연구 분야 내에서 허용했다.

 

  더불어 2016년 Novartis

노바티스의 지원을 받고 있는

Carl June 칼 준 박사의

펜실베니아 대학교 연구팀이

CAR-T 세포치료제 프로젝트로

골수종, 흑색종, 육종 환자 대상

임상 실험을 진행했다.

 

  궁극적으로는 크리스퍼 가위로

가축 배아에서 특정 유전자를

부분 조작한 상태에서

사람의 줄기세포를 결합해

가축 채네에서 배양하는 방식으로

사람의 장기를 생산하는 연구도

이뤄지고 있다.

 

 

  툴젠은 공동연구진과 함께

Cpf1 효소를 활용한

4세대 유전자가위 기술 임상실험을

시행하고 있다.

 

  생쥐의 배아에서 백색증에

관여하는 유전자를 선택적으로

제거해 하얀색 털이 자라는

돌연변이 생쥐를 만들어 냈다.

 

  유전자 편집 치료제는

보통 두 가지로 나뉘는데,

 

  체외에서 세포 내 유전자를

가위로 편집하고 교정된 세포를

다시 체내로 보내는 세포치료제,

 

  가위를 체내에 삽입해

원하는 부위의 유전자를 편집하는

체내 유전자 편집 치료제다.

 

  현재 기술로는 전자가

주로 선택되고 있으나

시간이 지날수록 치료 효과를

증대할 수 있는 후자가

빛을 볼 것으로 예상하고 있다.

 

  3세대 유전자가위 기술만 해도

2025년 60억 달러까지

연평균 37% 성장을 기대하고 있다.

 

 

  유전자 재조합 기술은

이종 간 유전자를 인위적으로 섞어

인체에 안전성 논란이 있고

외래 유전물질이라는 이유로

소비자들로부터 거부감을

떨쳐내지 못하고 있으며,

 

  무엇보다 생태계 교란 우려를

불식시키지 못하고 있다.

 

  반면 유전자가위 기술은

자연적인 변이와 동일 수준으로

DNA를 변화시켜 전통육종으로는

불가능한 기능성 종자 개발이 가능하고,

 

  전통적인 육종 품종과 구별이

불가능할 뿐만 아니라 아직까지

생태계에 미치는 영향은 없다고 알려졌다.

 

  경제성장과 의료기술의 발달로

인구는 계속해서 증가하고 있으나

식량자원은 이를 따라가지 못해

중장기적으로 분자 육종 기술이

큰 역할을 할 것이며 새로운 기술 개발과

연구가 활발하게 진행되고 있다.

 

4. 촌평

  2011년 Nature Methods 선정

올해의 기술 선정,

 

  2014년 MIT가 크리스퍼 가위를

MIT Technology Review를 통해

세기의 생명공학적 발견이라 했고,

 

  2015년 저널 Science가 선정한

최고의 혁신 성과로 크리스퍼 가위가

선정된 만큼 학계와 업계 모두가

관심과 집중을 하고 있다.

 

  유전자가위를 사용하면

질병과 관련된 유전자를 교정 또는

잘라내 원상복구가 가능하거나

질병을 근본적으로 차단할 수 있어

크리스퍼 가위의 권리를 두고

세계적으로 특허 분쟁도 진행되고 있다.

 

  미국 특허청에 크리스퍼 가위 특허를

가장 먼저 제출한 건 2012년 5월

제니퍼 다우드나 UC버클리 교수,

2012년 10월 툴젠,

2012년 12월 펭 장 MIT 교수 연구팀이다.

 

  그런데 먼저 특허 승인을 받은 게

MIT 연구팀이 되면서

UC버클리대 브로드연구소 연구진이

특허 소송을 제기했고,

2018년 브로드연구소의 특허권리가

유효하다는 결론이 나면서 종결됐다.

 

  그렇기에 툴젠은

특허에 집중하고 있는데

현재 38개의 향상/응용특허 보유,

120개의 특허를 출원 중이다.

 

 

  Editas Medicine 에디타스 메디슨,

Intellia Therapeutics 인텔리아 테라퓨틱스,

Sangamo Therapeutics 샌가모 또는 상가모,

CRISPR Therapeutics

크리스퍼 테라퓨틱스 등과 같은

경쟁사들은 풍족한 재정 지원과

R&D 역량으로 적극적인 사업 확장을

이행하고 있는 상황이다.

 

  이에 툴젠도 크리스퍼 가위 사업

가속화를 위해 자금 확충이 필요한데,

2015년 12월 이래로 코스닥 상장을 위해

노력하고 있다.

 

 

  2019년 툴젠은 제넥신과

합병 이슈가 있었으나,

당시 제약바이오 섹터가 불안정한

상황에서 제넥신의 주가가

주식매수청구 가격 대비 22%나

괴리가 발생해 재무적 한계치를

벗어나 결국 합병은 무산됐다.

 

  비록 합병은 실패했지만

두 회사 간의 기술적 협력은

계속될 것이라고 제넥신은 밝혔다.

 

  아울러 서울대학교와의

특허권 소유 이슈도 있었다.

 

  2019년 9월 주식 30,000주를

지급해 일단락됐지만 IPO 계획에

부정적으로 작용한 건 사실이다.

 

  하지만 툴젠의 기술과 경쟁력,

사업 영위에는 큰 영향을 끼치지

않을 것으로 판단되고 있다.

 

  게다가 2020년 10월

유전자가위 원천기술 관련 특허를

미국에서 등록하는데 성공했고,

 

  Patent Trial and Appeal Board

PTAB 미국특허심판원은

과거 미국 특허청 심사관이

툴젠의 특허등록 거절 의견을

모두 파기했다.

 

  불행인지 다행인지

유전자가위 특허는 한 기업이나

국가에서 독식할 수 없기 때문에

툴젠의 특허 전쟁 내 영향력은

더 공고해지지 않을까 기대한다.

 

2021년 8월 14일 종가 기준 130,000원

 

[ 한독 만성적인 저평가

중견제약사이자 제넥신 최대주주 ]

https://1wndlf.tistory.com/531