NAD+/AMP 비율 변화를 이용한 미토콘드리아 기능 장애 감지형 합성 유전자 회로 설계 원리

본 회로는 세포의 에너지 상태, 특히 NAD+/NADH 비율 변화를 감지하여 미토콘드리아 기능 장애와 같은 스트레스 상황을 인지하고 이에 반응하도록 설계된 합성생물학적 시스템이다.

회로 작동 원리

• 센싱 메커니즘: 세포 내 에너지 상태 변화는 NAD+와 AMP 농도의 상대적 변화로 나타나며, 이는 특정 효소의 활성 변화를 통해 측정된다.
• 신호 증폭 및 출력: 이 신호는 설계된 유전자 회로를 통해 증폭되어, 미토콘드리아 기능 저하 시 원하는 유전자(예: Mitophagy 관련 유전자)의 발현을 유도한다.

이는 단순한 에너지 감지를 넘어, 세포의 건강 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있는 정밀한 시스템 생물학적 플랫폼을 제공하며, 바이오마커로서의 잠재력을 가진다.