유전자 편집 응용 기술
2019-11-06
org.kosen.entty.User@76e2480a
백성민(sm226)
우리가 원하는 대로 DNA염기서열을 편집할 수 있는 기술, 유전자 편집은 과연 언제부터 시작된 걸까? 물론 보는 시각에 따라 다양한 견해들이 있겠지만, 그럼에도 제한효소의 발견이 그 시초가 되었다라고 하는 주장에는 큰 이견들이 없을 것이다 1–3. 1970년대 초반에 발견된 제한효소로 인하여 과학자들은 자신들이 원하는 수많은 유전자들을 (제한적인 범위내에서) 편집할 수 있게 되었다. 이 제한효소의 발견을 시작으로 유전자 혹은 DNA 재조합기술이 폭발적으로 증가하게 되었고, 급기야 외부 유전자를 실험동물모델에 삽입하는 단계에까지 이르렀다.
2007년 노벨 생리의학상은 Homologous Recombination (HR) 기술을 응용하여 knock-out (KO) mice를 처음으로 만들었던 공로를 인정받은 세명의 과학자 Drs. Capecchi, Evans, and Smithies에게 수여되었다 4. 이 기술은 외래의 유전자를 원하는 target 지역에 HR을 통해 삽입함으로써 기존의 유전자의 기능이 결여되게 되고, 그에 따른 표현형을 관찰 하는 유용한 도구로 사용되어져 왔다 5–7. 이 KO technique으로 인해 생쥐 유전학은 많은 발전을 이루게 되었고, 수많은 과학자들을 통하여 각각의 유전자들이 어떠한 역할을 하는지에 대해 규명하는 도구로 사용되어져 왔다 8. 다른 한편으로는 HR을 통한 외부유전자의 전달의 낮은 효율 그리고 원하지 않는 genome region으로의 random insertion등의 기술적인 한계로 인해 실험용 생쥐가 아닌 다른 동물모델에서는 널리 이용되어지지 못했다 7,9. 그럼에도 불구하고 제한효소 발견을 시작으로, 원하는 DNA 서열을 마음대로 편집하고자 하는 과학자들의 노력은 결국 ZFN (Zinc Finger Nuclease), TALEN (Transcription activator-like effector nucleases) and CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeat)/Cas9의 발견으로 이어지면서 불과 50여년 만에 기존과 비교할 수 없이 훨씬 정교한 유전자 편집이 가능해졌다. 본 보고서에서는 이러한 유전자 편집 도구들에 대한 간략한 소개 및 이를 응용한 방법들을 살펴보고자 한다.
2007년 노벨 생리의학상은 Homologous Recombination (HR) 기술을 응용하여 knock-out (KO) mice를 처음으로 만들었던 공로를 인정받은 세명의 과학자 Drs. Capecchi, Evans, and Smithies에게 수여되었다 4. 이 기술은 외래의 유전자를 원하는 target 지역에 HR을 통해 삽입함으로써 기존의 유전자의 기능이 결여되게 되고, 그에 따른 표현형을 관찰 하는 유용한 도구로 사용되어져 왔다 5–7. 이 KO technique으로 인해 생쥐 유전학은 많은 발전을 이루게 되었고, 수많은 과학자들을 통하여 각각의 유전자들이 어떠한 역할을 하는지에 대해 규명하는 도구로 사용되어져 왔다 8. 다른 한편으로는 HR을 통한 외부유전자의 전달의 낮은 효율 그리고 원하지 않는 genome region으로의 random insertion등의 기술적인 한계로 인해 실험용 생쥐가 아닌 다른 동물모델에서는 널리 이용되어지지 못했다 7,9. 그럼에도 불구하고 제한효소 발견을 시작으로, 원하는 DNA 서열을 마음대로 편집하고자 하는 과학자들의 노력은 결국 ZFN (Zinc Finger Nuclease), TALEN (Transcription activator-like effector nucleases) and CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeat)/Cas9의 발견으로 이어지면서 불과 50여년 만에 기존과 비교할 수 없이 훨씬 정교한 유전자 편집이 가능해졌다. 본 보고서에서는 이러한 유전자 편집 도구들에 대한 간략한 소개 및 이를 응용한 방법들을 살펴보고자 한다.