무세포 단백질 생산 시스템, cell-free protein synthesis, in vitro transcription/translatio system. 40년 전에 Nirenberg와 Matthaei가 세포 없이 단백질을 합성한 이래, 무세포 단백질합성은 mRNA에서 어떻게 폴리펩타이드(polypeptides)가 만들어지는지 이해하는데 큰 역할을 했다. 지금은 프로테오믹스(Proteomics) 시대를 맞아 이 기술은 기능적/구조적 단백질체 연구에 수많은 적용분야를 넓혀가고 있다. 최근 반응에 대한 기본적인 이해와 구조나 조성에 관한 역학적인 기전이 진전되면서 밀리리터(milliliter)반응 당 밀리그램(milligram)이 넘는 정도의 생산성을 얻는데 이르렀다. 실험관에서 변역체계를 살펴보면 단백질을 합성하는데 세포 자체나 구조가 꼭 필요한 것은 아니며 tRNA나 효소와 같은 단백질을 만드는데 필요한 인자가 들어 있는 세포의 용해물(lysate)에 DNA, 아미노산과 에너지를 공급하면 가능하다는 것이다. 어떠한 생물이든 세포 없이 단백질을 발현하는 세포용해물로 이용할 수는 있으나 그 중에도 대장균(Escherichia coli), 효모, 토끼의 망상적혈구(rabbit reticulocytes) 등이 사용되고 있다. 이러한 무세포 단백질 합성 시스템은 최근 연구들의 의한 발현량의 증가와 고속 병렬식 합성이 가능하다는 매력적인 장점으로 Protein chip 의 개발, functional genomics, structural genomics, 의약품 screening 등의 분야에 응용되고 있다.
