WASHINGTON, Oct 31, 2011 (AFP) - Scientists at a Chinese university said Monday they can use rice to make albumin, a protein found in human blood that is often used for treating burns, traumatic shock and liver disease.
When extracted from rice seeds, the protein is "physically and chemically equivalent to blood-derived human serum albumin (HSA)," said the research in the US-published Proceedings of the National Academy of Sciences.
The findings could lead to a breakthrough in production of HSA, which typically comes from human blood donations.
The demand for the blood protein is about 500 tons per year worldwide, and China has faced worrying shortages in the past.
The rice method was devised by scientists at Wuhan University in China and colleagues from the National Research Council of Canada and the Center for Functional Genomics at the University at Albany in New York.
First, they genetically engineered rice seeds to produce high levels of HSA. Then, they worked out a way to purify the protein from the seeds, gathering about 2.75 grams of the protein per kilogram (2.2 pounds) of rice.
When they tested the rice-made protein in rats with liver cirrhosis, a common condition for which the human equivalent is often used, they found it produced similar outcomes to treatment with HSA.
"Our results suggest that a rice seed bioreactor produces cost-effective recombinant HSA that is safe and can help to satisfy an increasing worldwide demand for human serum albumin," said the study.
The protein is often used in the manufacture of vaccines and drugs and is given to patients with serious burn injuries, hemorrhagic shock and liver disease, the researchers said.
In 2007, a shortage in China led to price spikes and a brief rise in the number of fraudulent albumin medicines on the market.
Concerns have also been raised about the potential for the transmission of hepatitis and HIV, since the protein comes from human blood.
Large-scale planting of genetically modified rice fields that could produce enough seed for mass production of the protein also raises environmental and food supply contamination concerns, since rice is a major world food staple.
However, the study authors noted that rice is a largely self-pollinating crop, pointing to previous studies that showed "a very low frequency
(0.04-0.80%) of pollen-mediated gene flow between genetically modified (GM) rice and adjacent non-GM plants."
More research is needed to evaluate the safety of the rice-derived protein in animals and humans before it can be considered for the market.
<한글기사>
쌀로 혈청단백질 알부민 제작 성공
간경화 치료 등 다양한 임상적 용도로 쓰이는 인간혈청단백질 알부민(HSA)을 유전자 변형 벼(쌀)로 만드는 실험이 성공을 거두었다고 AFP통신 등이 31일 보도했다.
HSA는 인간 혈액에 들어 있는 단백질로 과다출혈에 따른 쇼크 방지, 간경화에 의한 체액저류(복수)와 중화상 치료, 백신-약물전달 수단 등 다양한 용도로 사용되 지만 인간의 혈액에서 추출해 쓰기 때문에 항상 공급이 달린다.
중국 우한(武漢) 대학, 캐나다 국립연구소, 미국 올버니 대학 기능유전체학연구소의 공동연구팀은 유전자 조작으로 HSA과 같은 알부민이 많이 함유되게 한 벼에서 쌀 1kg당 2.75g의 HSA를 추출하는 데 성공했다고 우한 대학의 양다이창(Daichang Yang) 박사가 밝혔다.
특수 정제과정을 거친 이 알부민은 인간의 혈액에서 채취한 알부민과 똑같은 분자량, 결정구조, 분자결합자리를 갖추는 등 생화학적으로 동일한 특징을 지닌 것으 로 밝혀졌다.
또 간경화 모델 쥐에 투여한 결과 HSA와 같은 치료 효과가 나타나는 등 기능적으로도 차이가 없었다.
동물을 이용한 면역원성 시험에서도 쌀로 만든 재조합 알부민을 투여했을 때 HSA와 비슷한 면역반응이 나타났다.
쌀로 만든 재조합 알부민은 실용화에 앞서 많은 임상시험을 거져야 하지만 비용 효율적이고 안전해 세계적으로 점증하는 HSA수요를 대체할 수 있다고 연구팀은 밝 혔다.
인간 혈액에서 채취한 알부민은 수혈시 간염이나 에이즈 바이러스(HIV) 감염가능성이 있다.
쌀로 만든 재조합 알부민은 이러한 위험은 없지만 쌀이 세계적인 주식인 만큼 식량-환경 오염의 가능성이 제기될 수 있다.
그러나 벼는 자가수정 작물이기 때문에 유전자변형 벼 품종이 재래 품종을 오염시킬 가능성은 매우 작다고 연구팀은 말하고 있다.
이 연구결과는 미국국립과학원회보(Proceedings of National Academy of Sciences) 최신호(10월31일자)에 발표됐다.
