당뇨병과 인슐린

소개글

당뇨병과 인슐린에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 당뇨병의 원인과 증상

2. 당뇨병의 치료제 인슐린

3. 인슐린의 재조합과 원리

4. 당뇨병의 치료의 최신동향

5. 인슐린의 미래와 전망

본문내용

지 중의 하나로 생각할 수 있습니다.
1) Plasmid가 들어가지 않은 경우
2) Plasmid가 들어갔으나 plasmid에 원하는 gene이 들어가지 않은 경우
3) 원하는 gene이 포함된 plasmid가 들어간 경우
Plasmid에는 antibiotics resistance gene이 포함되어 있으므로 항생제가 포함된 배양접시에서 plasmid가 들어가지 않은 cell은 사멸하여 colony를 생성하지 못합니다. 배양접시에 보이는 colony는 모두 plasmid가 들어가 있는 cell입니다.
Transformation 1.
3. LacZ를 이용한 color selection
LacZ를 이해하기 위해서는 Lac operon이란 것을 알아야 하며 이는 박테리아에서 시행되는 유전자 발현 조절 기구입니다. Lac operon은 E. coli가 lactose를 galactose와 glucose로 분해하는데 필요한 효소인 beta-galactosidase를 만드는 유전자입니다.
Lactose가 없을 때에는 불필요한 유전자인 beta-galactosidase는 생성되지 않습니다. 그 이유는 유전자의 앞쪽에 있는 inhibitor region에서 생성된 inhibitor가 promotor 영역의 operator 부분에 결합하여 RNA polymerase 가 활동하는 것을 방해하여 beta-galactosidase가 생성되지 않도록 하기 때문입니다.
lac z 2.
그러나 lactose가 배지에 있으면 이 물질이 inhibitor와 결합하여 operator에서 떼어냅니다. 따라서 RNA polymerase가 잘 작용하여 mRNA를 만들고, beta-galatosidase를 만들면서 lactose를 분해합니다. 그 후 lactose가 다 분해되면 inhibitor가 다시 붙어 유전자는 turn off 될 것입니다.
이런 유전자 조절 기구를 실험에 이용하고자 하는 것이 바로 LacZ입니다. 이 부분을 plasmid에 삽입해 놓게 되는데, 이때 LacZ operon이 동작하고 있는가 확인하기 위해서는 IPTG와 X-Gal이라는 두 가지 물질을 사용합니다.
IPTG는 LacZ gene inducer역할을 합니다. Lactose 대신 inhibitor와 결합하지만 분해 되지 않습니다.
X-Gal(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-D-galactopyranoside)은 lactose 대신 beta-galactosidase에 의하여 대사되는 물질입니다. 일종의 변형된 galactose sugar로서 원래 무색이지만 beta-galactosidase에 의하여 대사되면 푸른색을 냅니다.
따라서 LacZ의 MCS에 DNA가 재조합되지 않은 박테리아의 colony는 LacZ가 제기능을 발휘하여 X-Gal을 대사시키므로 푸른 색이 되고, DNA가 재조합된 박테리아의 conony는 LacZ가 망가져서 기능하지 않아 X-Gal이 그대로 남아 있어서 흰색 colony가 됩니다. 이렇게 색깔의 차이로 DNA가 plasmid 에 들어가서 세포 내에서 증폭되어 기능하는지 알 수 있습니다.
Lac 4.
Ampicillin과 X-Gal/IPTG시약으로 원하는 세포를 고르는 과정입니다.
Ampicllin 처리에 colony를 형성한 것 중에서 X-Gal/IPTG 처리로 흰색을 보이는 colony가 원하는 gene이 plamid에 재조합되어 들어가 있는 cell인 것입니다.
④ 형질전환이 일어난 대장균만 선별
PCR을 통해서 원하는 유전자를 얻어내고 이를 vector에 삽입한 다음 세포에 주입하는 후 이제 얻어낸 colony 중에서 정말로 우리가 원하는 clone을 찾아보는 과정입니다
우선 PCR product가 순수한 것이 아닐 수 있고 어디선가 오염되었을 가능성이 있으므로 얻어진 colony 중에서 처음 원했던 균주를 확인하는 과정으로 DNA 를 분리하고 염기서열을 검증하여 올바른 DNA가 분리되었는지를 확인하는 것입니다. 이미 항생제와 color selection을 통해서 대부분의 잘못된 colony가 걸러진 상태이며, 나머지 남은 colony 중에서 맞는 균주를 확인하기 위해서는 균주에서 직접 DNA를 분리하
여 DNA 염기서열을 확인해보아야 합니다
⑤ 선별된 대장균의 대량 배양 및 인슐린 추출
당뇨병치료의 최신동향
1. 사람의 췌장 섬세포를 당뇨병 환자 이식
사람의 췌장 랑게르한스섬 세포를 이식된 35명 가운데 28명이 12개월 동안 인슐린 주사를 끊었다.
이러한 수술의 성공률이 80%로 1997-2000년의 14%, 1997년 이전의 11%에 비해 크게 높아진 것으로 인슐린 주사보다 완치가 가능하다는 점에서 각광받고 있다.
2. 돼지 인슐린 생산 세포 당뇨병 환자에 이식
멕시코 아동병원의 라파엘 발데스 박사가 연구하고 있는 것으로서 돼지의 인슐린 생산 췌장 랑게르한스섬 세포를 12명의 당뇨병 아이들에게 이식하는 방법이다. 이러한 방법은 아직 계속 연구 중인데, 그 현재까지의 결과를 살펴보면, 한 명은 매일 인슐린 주사가 필요 없게 되었고 또 한 명은 6개월 동안 인슐린 주사를 맞지 않다가 지금은 이식 전 주사량의 75%만을 맞고 있는 것으로 알려져 있다. 이는 아직 많은 연구가 더 필요하다.
돼지의 췌장 랑게르한스섬세포를 이식의 장점:
면역억제제를 투여하지 않아도 거부반응을 보이지 않는다.
돼지의 췌장 랑게르한스섬세포를 이식의 문제점:
아직 성공 확률이 낮다.
인슐린의 미래 발전 및 전망
1. 인공이자
휴대용 인슐린펌프.
인슐린펌프는 췌장과 같은 구실을 하는 의료기기.
몸 밖에 부착함으로써 인슐린을 적절히 공급해 정상혈당을 유지하고 그동안 췌장기능을
서서히 회복시키는 역할을 한다.
정상혈당 또는 정상에 가까운 혈당의 유지를 원하는 당뇨병 환자에게 인슐린펌프를 통해
인슐린을 거의 생리적 수준에 맞게 공급하는 방법이다.
2. 휴대용 주사기
통증이 거의 없고 바늘이 없음.
다양한 약물(피하주사용) 주사에 편리함.
바늘사고의 위험이 없음 감염의 원인 제거.
저렴한 가격.
사용자에게 친숙하고 크기가 작아 휴대가 간편함.
사용법이 간편하고 내구성이 우수함.

키워드

원인,   증상,   인슐린,   재조합,   인슐린펌프