아연 손가락 핵산 분해 효소 기술 시장 – 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 2018-2028 유형별(동물 유전 공학, 세포주 공학, 식물 유전 공학), 최종 사용자별(생명 공학 및 제약 회사, 학술 및 연구 기관, 병원 및 진료소, 기타), 지역별 및 경쟁별로 세분화

시장 개요

글로벌 아연 손가락 뉴클레아제 기술 시장은 2022년에 7억 2,850만 달러의 가치를 지녔으며 2028년까지 19.20%의 CAGR로 예측 기간 동안 인상적인 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 아연 손가락 뉴클레아제(ZFN) 기술은 과학자들이 인간, 동물, 식물을 포함한 유기체의 DNA를 정밀하게 수정할 수 있도록 하는 분자 생물학 및 게놈 편집 도구입니다. ZFN은 특정 DNA 서열을 인식하고 해당 서열에서 표적 DNA 절단 또는 편집을 유도할 수 있는 엔지니어링된 단백질입니다. 이 기술은 유기체의 유전 물질을 변경하는 다양한 방법을 포함하는 더 광범위한 게놈 편집 분야의 일부입니다. FN은 아연 손가락 단백질과 뉴클레아제 도메인이라는 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 아연 손가락 단백질은 인간을 포함한 많은 유기체에서 발견되는 자연적으로 발생하는 DNA 결합 단백질입니다. 각 아연 손가락 단백질은 일반적으로 특정 DNA 서열을 인식하고 결합합니다. ZFN 기술에서 연구자들은 아연 손가락 단백질이 관심 있는 특정 DNA 서열을 인식하고 결합하도록 설계합니다. 보완적인 DNA 결합 도메인이 있는 아연 손가락 단백질 세트를 설계함으로써 특정 유전자나 게놈 영역을 표적으로 삼을 수 있습니다.

ZFN을 포함한 게놈 편집 기술의 지속적인 발전은 주요 원동력이었습니다. ZFN은 유전자 편집에서 높은 특이성과 정밀성을 제공하여 광범위한 응용 분야에서 귀중한 도구가 됩니다. ZFN은 특히 유전적 질환을 치료하는 데 있어 치료적 응용 분야에서 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 이전에는 치료할 수 없었던 질환에 대한 유전자 치료법을 개발할 수 있다는 전망은 상당한 투자와 연구 노력을 끌어들였습니다. ZFN은 농업 생명 공학에서 바람직한 특성을 가진 작물과 가축을 설계하는 데 사용되었습니다. 이를 통해 작물 수확량 증가, 질병 저항성 개선, 보다 효율적인 식량 생산으로 이어질 수 있습니다. 벤처 캐피털과 연구 자금의 가용성은 ZFN 기술을 전문으로 하는 회사의 성장을 지원했습니다. 재정 지원은 연구, 개발 및 상용화 노력을 촉진했습니다. 게놈 편집 기술과 그 잠재적 응용 분야에 대한 인식과 교육이 증가하면서 ZFN에 대한 관심과 투자가 촉진되었습니다.

주요 시장 동인

게놈 편집 기술의 발전

Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(CRISPR)와 관련 단백질 Cas9는 게놈 편집의 게임 체인저로 떠올랐습니다. CRISPR-Cas9는 비교적 사용하기 쉽고 정확도가 높아 연구자들이 특정 유전자를 표적으로 삼아 전례 없는 정확도로 수정할 수 있습니다. 이 기술은 유전자 치료, 질병 모델링 및 기능 유전체학의 급속한 진전을 가능하게 했습니다. 게놈 편집 도구의 발전으로 여러 유전자를 동시에 편집할 수 있게 되었습니다. 연구자들은 이제 단일 실험에서 여러 유전자 표적을 편집할 수 있으며, 이는 복잡한 유전적 상호 작용을 연구하고 다인자성 질병에 대한 치료법을 개발하는 데 특히 유용합니다. 염기 편집은 이중 가닥 절단을 일으키지 않고 한 DNA 염기 쌍을 다른 염기 쌍으로 직접 변환할 수 있는 보다 정확한 형태의 게놈 편집입니다. 이 기술은 의도치 않은 돌연변이의 위험을 줄이고 점 돌연변이가 있는 유전 질환을 치료하는 데 유망합니다. Prime 편집은 이중 가닥 절단을 일으키지 않고 DNA 시퀀스를 삽입, 삭제 또는 대체할 수 있는 또 다른 정밀한 게놈 편집 방법입니다. 기존 방법에 비해 유전자 편집에서 더 큰 제어력과 정확성을 제공합니다. 게놈 편집은 DNA 시퀀스를 넘어 DNA 메틸화 및 히스톤 변형과 같은 후생유전적 표지를 수정하는 후생유전적 편집을 포함하도록 확장되었습니다. 후생유전적 조절 장애와 관련된 질병을 치료할 잠재력이 있습니다. 바이러스 벡터 및 나노입자와 같은 전달 방법의 발전으로 연구 및 임상 응용 분야에서 표적 세포 또는 조직에 게놈 편집 도구를 전달하는 효율성이 향상되었습니다.

Cas9를 넘어 연구자들은 다양한 CRISPR 관련 단백질을 발견하고 조작하여 게놈 편집 툴킷을 확장했습니다. 여기에는 Cas12, Cas13 및 Cpf1이 포함되며 각각 고유한 특성과 응용 분야가 있습니다. 생체 내 게놈 편집의 발전으로 생물체 내에서 유전자를 직접 수정할 수 있게 되었습니다. 이 접근법은 신체 내의 표적 유전자를 편집하여 환자의 유전적 질환을 치료할 수 있는 잠재력이 있습니다. 게놈 편집 기술이 발전함에 따라 윤리 및 안전 문제를 해결하는 데 점점 더 많은 관심이 집중되고 있습니다. 연구자와 정책 입안자는 이러한 기술의 책임감 있고 안전한 사용을 보장하기 위한 지침과 규정을 수립하기 위해 노력하고 있습니다. 게놈 편집 기술은 농업(유전자 변형 작물 생성), 생물 의약품(치료 단백질 생산), 산업 생명 공학(바이오연료 생산을 위한 미생물 균주 개량)과 같은 상업적 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 전 세계 과학계는 게놈 편집 연구에 협력하여 지식의 빠른 교환과 이 분야의 진전을 가속화하고 있습니다. 이 요인은 글로벌 아연 손가락 뉴클레아제 기술 시장의 개발에 도움이 될 것입니다.

성장하는 치료적 잠재력

ZFN은 유전자 편집에서 높은 수준의 정밀도를 제공합니다. 특정 DNA 시퀀스를 표적으로 삼도록 설계하여 유전자 교정 또는 유전자 녹아웃과 같은 정밀한 수정이 가능합니다. 이러한 정밀도는 의도치 않은 유전적 변화를 피하기 위한 치료적 응용 분야에서 매우 중요합니다. ZFN은 유전 질환 치료에 유망한 것으로 나타났습니다. 연구자들은 ZFN을 사용하여 환자 유래 세포에서 질병을 유발하는 돌연변이를 교정하여 겸상 적혈구 빈혈, 낭포성 섬유증, 근이영양증과 같은 질환에 대한 치료적 개입 경로를 제공할 수 있습니다. ZFN은 유전자 치료 개발에 귀중한 도구입니다. 유전자를 삽입하거나 대체하고, 정상적인 유전자 기능을 회복하거나, 유전자 발현을 조절하는 데 사용할 수 있습니다. 이 접근 방식은 광범위한 유전 및 후천성 질환에 대해 탐구되고 있습니다. ZFN 기반 치료는 체외 및 체내 모두에 적용될 수 있습니다. 체외 적용에서 환자 세포는 체외에서 편집된 다음 환자에게 반환됩니다. 체내 적용에서 편집은 환자의 신체 내에서 직접 수행됩니다. 이러한 유연성 덕분에 다양한 의학적 상태를 치료할 수 있습니다.

ZFN은 알려진 원인 돌연변이가 있는 희귀 유전 질환을 해결하는 데 특히 적합합니다. 이러한 질병은 개별적으로 소수의 환자에게 영향을 미치지만, 전체적으로는 충족되지 않은 상당한 의학적 요구를 나타냅니다. ZFN은 개인의 유전적 구성에 맞춰 환자 맞춤형 치료법을 개발할 수 있게 해줍니다. 이 개인화된 의료 접근 방식은 보다 효과적이고 표적화된 치료법에 큰 희망을 줍니다. ZFN의 치료적 잠재력은 ZFN 기반 치료법을 평가하는 임상 시험의 증가로 이어졌습니다. 이러한 시험은 다양한 질병을 치료하기 위한 ZFN의 안전성과 효능을 입증하는 것을 목표로 합니다. ZFN의 유망한 치료적 적용은 민간 및 공공 소스 모두에서 투자를 유치했습니다. 생명공학 회사와 연구 기관은 ZFN 기반 치료법을 발전시키기 위한 자금을 확보했습니다. 미국 식품의약국(FDA)과 같은 규제 기관은 유전자 치료법 및 게놈 편집 기술의 개발 및 승인을 위한 경로를 확립했습니다. 이러한 규제 지원은 이 분야의 연구 개발을 장려합니다. 유전적 질환이 있는 개인을 대표하는 환자 옹호 단체와 조직은 ZFN을 포함한 게놈 편집 기술을 열렬히 지지해 왔습니다. 그들은 잠재적인 치료법과 치료법을 찾기 위한 연구 개발 노력을 옹호합니다. 이 요인은 글로벌 아연 손가락 뉴클레아제 기술 시장의 수요를 증가시킬 것입니다.

농업 생명공학 증가

ZFN은 농업 생명공학에서 바람직한 특성을 가진 유전자 변형 작물을 만드는 데 사용되었습니다. 이러한 특성에는 해충 및 질병에 대한 저항력 증가, 환경 스트레스 요인(예가뭄 또는 염분)에 대한 내성 향상, 영양 성분 향상, 수확된 농산물의 유통기한 연장이 포함될 수 있습니다. ZFN은 게놈 편집에서 정밀성을 제공하여 연구자가 작물 DNA에 표적 변경을 할 수 있도록 합니다. 이러한 정밀성은 의도치 않은 유전적 변형을 일으키지 않고 특정 특성을 조작하는 데 유리하며, 이는 규제 승인 및 소비자 수용에 중요할 수 있습니다. 다른 일부 게놈 편집 기술과 비교했을 때 ZFN은 비교적 낮은 오프타겟 효과로 인정받았습니다. 이 특성은 편집된 작물이 의도한 특성과 안전 프로필을 유지하도록 하는 농업 응용 분야에서 가치가 있습니다.

농업 생명공학의 주요 목표 중 하나는 질병과 해충에 대해 더 회복력이 강한 작물을 만드는 것입니다. ZFN은 식물 게놈을 수정하여 특정 병원균과 곤충 해충에 대한 저항성을 부여하여 화학 살충제의 필요성을 줄이는 데 사용되었습니다. ZFN은 작물의 영양 성분을 향상시키는 데 사용되었습니다. 예를 들어, 식량 작물에서 필수 비타민, 미네랄 또는 기타 유익한 화합물의 수준을 높이는 데 사용되어 특정 지역의 영양 결핍을 해결했습니다. 농업 생명공학은 지속 가능한 농업 관행을 촉진하는 것을 목표로 합니다. 더 적은 투입물(예살충제 및 물)이 필요하고 더 높은 수확량을 생산하는 작물을 만들어 ZFN 기술은 보다 지속 가능한 농업에 기여할 수 있습니다. ZFN은 작물의 유전학을 더 잘 이해하고 기존 육종 프로그램을 가속화하기 위해 식물 연구에 사용되었습니다. 이 연구는 개선된 특성을 가진 새로운 작물 품종의 개발로 이어질 수 있습니다. 상업적 농업 회사는 유전자 변형 작물을 개발하고 상용화하기 위해 ZFN을 적용하는 데 관심을 보였습니다. 작물 수확량 개선과 생산 비용 절감의 잠재적 경제적 이점이 이 기술에 대한 투자를 촉진합니다. ZFN의 정밀성과 예측 가능성은 유전자 변형 작물에 대한 규제 승인 절차를 간소화할 수 있습니다. 이를 통해 농부의 상용화와 채택이 더 빨라질 수 있습니다. 이 요인은 글로벌 아연 손가락 뉴클레아제 기술 시장의 수요를 가속화할 것입니다.

주요 시장 과제

전달 및 타겟팅 효율성

ZFN은 게놈의 특정 DNA 서열을 인식하고 결합하도록 설계해야 하는 맞춤 설계 단백질입니다. 이 프로세스에는 ZFN이 오프타겟 효과 없이 올바른 부위를 타겟팅하도록 하는 전문성과 신중한 설계가 필요합니다. 결합에 매우 특이적이고 효율적인 ZFN을 개발하는 것은 복잡한 작업입니다. ZFN을 설계한 후에는 표적 세포나 조직에 효과적으로 전달해야 합니다. 전기 천공이나 화학적 형질 도입과 같은 기존 전달 방법은 모든 세포 유형이나 조직에 효율적이지 않을 수 있습니다. 효율적인 전달은 뇌나 근육과 같은 복잡한 조직 내의 세포를 표적으로 삼을 때 특히 어렵습니다. 유전체의 오프타겟 부위에서 의도치 않은 유전적 변형을 피하려면 정확한 타겟팅이 필수적입니다. 오프타겟 효과는 예측할 수 없는 결과를 초래할 수 있으며, 특히 치료적 적용 분야에서 안전 문제를 야기할 수 있습니다. 높은 타겟팅 특이성을 보장하는 것은 중요한 과제입니다. ZFN과 같은 이물질 단백질을 신체에 도입하면 면역 반응이 유발되어 ZFN이 의도한 기능을 수행하기 전에 분해되거나 중화될 가능성이 있습니다. 이는 전달 및 타겟팅의 효율성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 치료적 적용 분야에서 ZFN을 생체 내(신체 내부)로 전달하여 특정 세포를 표적으로 삼는 것은 특히 어려울 수 있습니다. 연구자는 생리적 장벽을 통과하고 해를 끼치지 않고 표적 조직에 도달할 수 있는 효과적인 전달 수단이나 방법을 개발해야 합니다. 치료적 적용의 경우 대량의 ZFN이 필요할 수 있습니다. ZFN의 품질과 일관성을 유지하면서 생산을 확대하는 것은 상당한 과제가 될 수 있습니다.

개발 및 제조 비용

ZFN을 설계하고 엔지니어링하는 것은 복잡하고 자원 집약적인 프로세스입니다. 이러한 단백질을 특정 DNA 시퀀스를 표적으로 삼도록 맞춤화하려면 분자 생물학, 생물정보학 및 단백질 엔지니어링 분야의 전문 지식이 필요합니다. 연구 개발 단계는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들 수 있습니다. 특히 치료적 응용 프로그램을 고려할 때 ZFN의 품질과 일관성을 보장하는 것이 중요합니다. ZFN의 기능과 안전성을 보장하기 위해 제조 프로세스 전반에 걸쳐 엄격한 품질 관리 조치가 필요합니다. 실험실 규모의 연구에서 대규모 제조로의 전환은 어려울 수 있습니다. 제품 품질, 일관성 및 규정 준수를 유지하면서 ZFN의 생산을 확대하는 것은 상당한 장애물입니다. 생산 용량을 늘려야 할 필요성은 비용을 증가시킬 수 있습니다. ZFN을 생산하려면 특수 소재, 시약 및 장비가 필요합니다. 이는 비용이 많이 들 수 있으며 개발 및 제조의 전체 비용을 증가시킵니다. 치료 제품의 개발 및 제조에 대한 규정 요구 사항을 충족하는 것은 비용이 많이 듭니다. 여기에는 ZFN 기반 치료법의 안전성과 효능을 입증하기 위한 전임상 연구, 임상 시험 및 안전성 평가가 포함됩니다. 기업과 연구 기관은 종종 ZFN 관련 기술에 대한 지적 재산권 보호에 투자합니다. 특허를 취득하고 유지하는 것은 비용이 많이 들 수 있지만 투자와 상용화 노력을 보호하는 데 필수적입니다. ZFN 기반 치료법을 연구 단계에서 임상 시험으로, 그리고 궁극적으로 시판 승인으로 옮기는 것은 비용이 많이 들고 긴 과정입니다. 임상 시험을 실시하고, 환자 안전을 보장하고, 규제 기준을 충족하려면 상당한 재정 자원이 필요합니다.

주요 시장 동향

맞춤형 의학에 대한 수요 증가

맞춤형 의학은 개인의 질병이나 상태에 기여하는 유전적 변이를 식별하는 데 의존합니다. 특정 유전자를 정확하게 표적으로 삼고 편집할 수 있는 능력을 갖춘 ZFN은 맞춤형 치료를 위한 표적 유전자 치료법 개발에 중요한 역할을 합니다. 개인화된 의학을 구현하려면 정확한 유전자 진단이 필수적입니다. ZFN은 특정 질병과 관련된 유전자 돌연변이와 변이를 식별하는 정확한 진단 도구를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 도구를 사용하면 조기 질병 탐지 및 위험 평가가 가능합니다. 특정 돌연변이로 인한 유전적 질병이 있는 개인의 경우 ZFN은 유전자 교정의 잠재력을 제공합니다. 연구자들은 결함이 있는 유전자를 정확하게 편집하기 위해 ZFN을 설계하여 환자에게 치료적 치료 옵션을 제공할 수 있습니다. 종양학에서 개인화된 의학은 암을 유발하는 유전적 돌연변이를 식별하고 이에 따라 치료를 맞춤화하는 것을 포함합니다. ZFN은 암 관련 유전자를 표적으로 삼고 수정하여 잠재적으로 암 치료의 효능을 개선하는 데 사용할 수 있습니다. ZFN 기술은 환자 맞춤형 치료법을 만들 수 있게 합니다. 유전적 결함을 교정하거나 면역 반응을 향상시키기 위해 환자 자신의 세포를 편집함으로써 ZFN은 부작용이 적은 개인화된 치료법을 개발할 수 있습니다. 개인화된 의학은 약물을 처방할 때 개인의 유전적 구성을 고려합니다. ZFN은 특정 유전적 변이가 약물 대사와 반응에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 데 사용할 수 있어 보다 정확한 약물 복용량과 치료 계획으로 이어질 수 있습니다. 개인화된 의학은 모든 환자에게 치료법이 없거나 효과적이지 않을 수 있는 희귀 질환에 상당한 영향을 미칩니다. ZFN은 희귀 유전적 질환이 있는 개인을 위한 맞춤형 치료법을 개발하는 데 사용할 수 있습니다. 개인화된 의학에 대한 수요로 인해 ZFN 및 기타 게놈 편집 기술을 사용하는 임상 시험이 증가했습니다. 이러한 시험은 개인화된 치료의 안전성과 효능을 평가합니다.

세그먼트별 통찰력

유형 통찰력

2022년 글로벌 아연 핑거 핵산 분해 효소 기술 시장에서 가장 큰 점유율을 차지한 부문은 동물 유전 공학 부문이었으며 향후 몇 년 동안 계속 확대될 것으로 예상됩니다.

최종 사용자 통찰력

2022년 글로벌 아연 핑거 핵산 분해 효소 기술 시장에서 가장 큰 점유율을 차지한 부문은

지역 통찰력

북미 지역이 2022년 글로벌 아연 핑거 핵산 분해 효소 기술 시장을 지배할 것입니다.

최근 개발

• 2023년 3월, Biocatalysts Ltd.의 효소 전문가가 개발한 새로운 효소인 Nuclease 46L(N046L)이 다양한 출처의 다양한 핵산을 분해하는 데 사용 가능해졌습니다. 다양한 생명공학 응용 분야에서 DNA를 제거하는 저렴한 방법으로 주로 만들어졌습니다. 미생물학적(또는 정밀한) 발효 기술은 효소와 단백질과 같은 특정 제품의 비용 효율적인 합성을 엄청난 상업적 규모로 가능하게 합니다.미생물 발효의 확장성과 환경 친화적 생산 기술을 상용화해야 할 필요성으로 인해 핵산 잔류물을 제거해야 하는 필요성과 같은 추가적인 하류 처리가 이제 필요합니다.

주요 시장 참여자

• Applied BiologicalMaterials, Inc.
• Caribou Biosciences, Inc.
• Cellectis, Inc.
• GenScript BiotechCorporation
• Gilead Sciences, Inc.
• Horizon Discovery Group,PLC
• Intellia Therapeutics
• Merck KGaA
• OriGene Technologies, Inc
• Thermo Fisher ScientificInc.