생물의학, 의약학, 영양학 및 미생물학 부문에서 수행해온 대사체학 이론 및 기술개발에 대해 기술하고, 앞으로 수행할 연관 연구과제와 기술동향에 대해 기술한다.

소개

대사산물(metabolite)은 유사이래 수천년 동안 생명과 건강 및 질병의 이해에 있어서 필수적인 역할을 수행해왔다. 대사체학의 연구 영역은 대사작용(metabolism)의 발견 이후 더욱 큰 중요성을 띠게 되었다. 1950년대에는 질량스펙트럼분석기술(MS: mass spectrometry)이 크로마토그래프기술(chromatography)과 결합되게 되어, 응용-지향적으로 전환되게 되고, 새로운 부문의 기술들이 개발되게 되었다. 1980년 이래, 네덜란드 국립응용과학연구소(TNO)에서는 인간의 체액에 대한 시스템-기반의 대사작용 종단면도-작성 기술(metabolic profiling technology)을 개발하고, 패턴 인식기술과 연계시켜, 대사체학(metabolomics)과 시스템 생물학(systems biology)의 실무기술 분야를 발전시켰다. 여기서는 네덜란드 국립응용과학연구소(TNO)가 생물의학, 의약학, 영양학 및 미생물학 부문에서 수행해온 대사체학 이론 및 기술개발에 대해 기술하고, 앞으로 수행할 연관 연구과제와 기술동향에 대해 기술한다.

목차

1. 고대의 대사산물 연구
2. 근ㆍ현대의 대사산물 연구
3. 체액 프로파일링 및 패턴인식 연구
4. 1980년대~1990년대의 대사체학 연구
5. 21세기의 시스템 생물학 연구
6. 동양 한의학에서의 대사체학 연구
7. 대사체학 및 건강증진 연구
8. 건강관리 및 대사체학의 미래
9. 예방의료 및 대사체학의 역할
10. 출처

본문내용

1. 고대의 대사산물 연구
신진대사(metabolism)는 그리스 시대의 ‘변환’이라는 말에서 유래된 용어이다. 더욱이 신진대사(metabolism)는 Ibn al-Nafis(1213~1288)가 “인체와 그 구성요소가 연속적인 분해 및 영양섭취를 진행하고 있는 상태에서, 필연적으로 영구적인 변환을 이루어가는 과정”이라고 처음으로 정의했다. 날마다의 활동 중에서 일어나는 개인적인 변환에 대한 연구는 1614년 Santorio가 수행하여 Ars de Statica Medecina라는 저술을 남기고 있다. 건강 및 질병과 연관되는 정보원을 확보하기 위해 단일한 대사산물

<중 략>

건강증진에 기반을 두는 개인화된 개인적/개별적 예방 전략을 개발하기 위해서는 건강을 측정할 수 있는 방법을 개발해야 한다. 대부분의 생물학적 지식은 질병 모델과 환자군으로부터 얻어지기 때문에 건강 측정 방법의 개발은 대단한 난제가 되고 있다. 건강한 사람을 바라보게 되면, 시간에 따른 개인/개체 속의 생물학적 프로세스에 대한 의문성이 증폭되고, 건강한 개인과 건강한 삶을 영위하고 있는 개인 사이의 생물학적 프로세스의 변이성에 대한 의문성이 증폭되게 된다. 아직까지도 건강한 개체 내 및 개인 사이의 대사체학 프로필의 변이성을 평가하는 연구는 거의 존재하지 않고 있다. 19세기 프랑스의 생리학자 Claud Bernard (1813~1878)에 의해 항상성(homeostasis)이 인체의 조절작용 모델이라고 주장했다. 항상성은 피드백 메커니즘을 가진 안정적인 조건을 인체가 구비하고 있는 특성으로 정의되고 있다. 그러나 인체는 새로운 환경과 조건에 끊임없이 적응해야 하는 비-선형적이고 동적인 시스템일 뿐이다.

참고자료

· Jan van der Greef, Herman van Wietmarschen, Ben van Ommen and Elwin Verheij, “LOOKING BACK INTO THE FUTURE: 30 YEARS OF METABOLOMICS AT TNO”, Mass Spectrometry Reviews, 2013, Vol. 32, pp.399~415
· Mounir Bouhifd, Thomas Hartung, Helena T. Hogberg, Andre Kleensang and Liang Zhao, “Review: Toxicometabolomics”, Journal of Applied. Toxicolology, 2013, February 11th, pp. 1~19, DOI 10.1002/jat.2874
· Alan Gunn and Sarah J. Pitt, “Microbes as forensic indicators”, Tropical Biomedicine, Vol.29, No.3, 2012, pp.311~330.
· Schulten HR, Beckey HD. Proceedings of the 23rd Annual Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, May 25~30, 1975, Houston, Texas, USA.
· Chang WT, Choi YH, van der Heijden R, Lee MS, Lin MK, Kong H, Kim H K, Verpoorte R, ankemeier T, Van der Greef J, Wang M. , “Traditional processing strongly affects metabolite composition by hydrolysis in Rehmannia glutinosa roots”. Chem Pharm Bull, Vol. 59, 2011, pp. 546~552.
· Wei H, Pasman W, Rubingh C, Wopereis S, Tienstra M, Schroen J, Wang M, Verheij E, van der Greef J. “Urine metabolomics combined with the personalized diagnosis guided by Chinese medicine reveals subtypes of pre-diabetes”. Mol Biosyst, Vol.8, 2012, pp.1482~1491