ATP/ADP 비율 변화를 이용한 미토콘드리아 기능 장애 감지형 합성 유전자 회로 설계 원리

본 회로는 세포의 에너지 상태, 특히 미토콘드리아의 기능적 건전성을 실시간으로 모니터링하기 위해 설계된 합성생물학적 시스템이다. 이는 세포 내 에너지 화폐인 ATP와 그 부산물인 ADP의 상대적 농도 변화를 이용하여 특정 생물학적 사건을 감지한다.

회로 작동 원리

• 센싱 단계: 특정 ATP 또는 ADP에 민감하게 반응하도록 설계된 센서 단백질이 에너지 상태 변화를 감지한다.
• 신호 증폭 및 출력: 감지된 신호는 유전자 회로를 통해 원하는 출력(예: 형광 발현, 특정 단백질 생산)으로 변환된다.

이러한 회로는 대사체 신호를 직접적으로 전기적 혹은 광학적 신호로 변환함으로써, 초기 단계의 미토콘드리아 기능 장애를 조기에 진단하는 데 잠재력을 가진다. 이는 정밀의료 분야에서의 바이오센서 개발에 응용될 수 있다.