비만 및 당뇨를 포함한 대사성 질환은 면역질환, 신경질환과 함께 21세기형 질환으로 분류되고 있다. 특히 대사성 질환의 경우, 다양한 치료 신약의 개발에도 불구하고 그 유병률은 1%의 감소도 없이 폭발적으로 증가하고 있는데, 이는 대사성 질환의 미충족 의료 수요를 충족할 수 있는 핵심 병인에 근거한 신약 표적의 부재에 근거한다. 또한 대사성 질환은 결국 골격근과 지방의 절대적인 양 및 대사 기능에 따라 발병하는 것으로 알려져 있으며, 이 두 조직은 축산물의 품질을 결정하는 주요 요인으로 인식되고 있다.
 미래 먹거리 산업으로 전망되고 있는 의약품 시장은 현재 전 세계적으로 초기 단계 파이프라인의 고갈 위기를 맞고 있으며, 이를 돌파하기 위하여 국내외 제약사는 혁신 신약, 신약 개발 프로세스 개선, 그리고 가치의 극대화를 위한 혁신·융합형 기반 기술 개발을 위한 투자를 계속하고 있다. 축산 분야에서는 친환경 축산을 통한 환경 보존, 동물 복지 향상과 함께 높아진 소비자의 요구에 부응할 수 있는 고품질·고부가가치 축산물의 생산을 위한 노력이 계속되고 있다.

 2000년대 초반 사람의 유전체 정보가 공개된 이후 다양한 분야에서 과거와는 비교할 수 없는 양질의 생물학 정보가 생산되어 전 세계 연구자에게 제공되고 있고, 이러한 생물학 정보는 제약·축산 연구의 패러다임을 변화시켜가고 있다.
 이에 서울대학교 국제농업기술대학원의 국제농업기술학과 박중훈 교수팀(산업동물생명공학연구실, 그린바이오과학기술연구원 디자인동물?이식연구소)은 보건복지부와 한국연구재단의 지원을 통해 꾸준히 확대되고 있는 생물학 정보를 이용하여 대사성 질환 및 가축 경제 형질 향상을 위한 후보 유전자를 발굴하고, 그 기능을 규명하고, 나아가 후보 유전자의 활성 제어 기술을 확립하여 미충족 의료 수요를 해소할 수 있는 혁신형 치료용 타깃의 발굴과 고품질·고부가가치 축산물 생산을 위한 연구에 박차를 가하고 있다.
 일례로, 총 4,745개 유전자의 결손 마우스에 대한 1차 표현형 정보 분석을 통해 체지방 증가, 근육 및 골밀도 감소 등의 대사성 표현형을 유도하는 Mrap2와 그 표적 수용체인 Prokr1을 발굴하였고, 근육세포의 분화 단계별 Prokr1의 발현, 근육세포 특이적인 Prokr1의 신호전달 경로, 그리고 근육세포 내 인슐린 저항성 개선 반응을 연구하였고, Prokr1은 비만·당뇨 마우스 모델의 근육조직에서 그 발현량이 감소하고, 칼슘 신호전달 경로의 활성을 통해 인슐린 저항성이 유도된 근육세포에서의 포도당 흡수율을 개선하는 것이 관찰되었다. 또한 Prokr1 활성을 획득 또는 결손 시킨 세포주로부터 추출한 전사체 정보를 이용하여 Prokr1의 활성을 향상할 수 있는 조절제를 발굴, 신약재창출 연구를 추진하고 있다.

그림. 전사체 기반 대사성 표현형 원인 유전자의 활성 조절 물질 발굴 

 생물학 정보를 이용한 대사성 표현형 원인 유전자의 발굴과 유전자 활성을 조절하는 물질의 발굴에 관한 연구는 종래의 연구 방법과 차별화된 연구생산성을 담보할 것으로 기대되고 있다. 이를 통하여 미충족 의료 수요를 해소할 수 있는 치료용 타깃의 발굴을 통해 혁신 대사질환 신약의 연구개발을 촉진하고 고품질·고부가가치를 지닌 축산물의 생산을 통해 축산업의 새로운 전기를 마련하고자 한다.