Gene Delivery System - DNA의 핵 수송과 그 논의 -

소개글

Gene Delivery System - DNA의 핵 수송과 그 논의 -

목차

서론

내용 정리

1. 기본개념
1.1. 핵 수송 메커니즘
1.2. NLS의 특성
1.3. 핵 표적의 조절
1.4. 핵 수송에서 고려할 물리적 요인
1.5. Cytoskeletal transport
1.6. 핵 수송에서 DNA 결합 단백질의 이용

2. 핵 표적의 실제적 예
2.1. Passive targeting
2.2. Active targeting
2.3. 임상에서의 예

논의사항
1. 핵 수송 메커니즘 자세한 설명
2. NPC의 구조와 핵 수송의 연관성
3. Imp β 구조와 핵 수송의 연관성
4. NLS와 Imp의 결합과 핵 수송의 연관성
5. PK-C의 인산화와 핵 수송 사례
6. CPP를 이용한 핵 수송
7. SV40 T-ag의 커플링 사례
8. TetR과 tetO 결합 분석
9. Biotin-streptavidin technology의 사용 사례

본문내용

서론

당뇨병이나 암 같은 많은 공통된 인간의 질병은 유전자적인 원인에 근거한다. 단순히 약물학적으로 이런 질병들을 치료하는 것은 부족하다. 이런 질병을 치료하기 위해서는 문제가 있는 DNA의 정상적인 형태를 세포 안의 핵으로 안전하고 효과적으로 전달해야 한다. 이러한 치료법을 소위 gene delivery system (GDS) 라고 한다.
GDS는 viral vector 또는 non viral vector를 통해 이루어진다. 그런데 viral vector는 안전성이 다소 떨어지는 것으로 판명되어 non viral gene delivery vector 의 개발이 절실히 필요한 시점이다. 그러나 non viral vector는 그것을 표적으로 하는 세포의 핵에 전달하기까지 많은 사항들을 고려해야 한다. cellular uptake, cytoplasmic stability, nucelar entry/import (핵 수송) 등이 바로 그것이다.
이 글에서는 특히 세포질에서 핵으로 어떻게 DNA 운반체를 수송할 수 있을 지에 밝힌 리뷰[1]를 기본적 바탕으로 한다. 내용 정리 부분에서는 리뷰의 내용을 이해하여 정리한 바를 기술하였다. 그리고 논의 사항에서는 정리한 것을 바탕으로 다른 논문과 저널을 살펴볼 것이다. 그리고 이를 통해서 자세한 작용 원리와 실제 실험 결과, 그리고 그것의 응용 가능성에 대해 논의하였다.

내용 정리

1.기본 개념
1.1.핵 수송 메커니즘
핵과 세포질 사이에서 벡터를 어떻게 수송시킬 수 있을 지에 알기 위해서는 먼저 핵과 세포질 사이의 물질 이동을 담당하는 nuclear pore complex (NPC) 에 대해서 알아야 한다.
NPC는 물질을 이동시키는 구멍으로 central domain과 nuclear, cytoplasmic ring 세 부분으로 구성되어 있다. 작은 물질들은 NPC를 simple diffusion으로 이동하고 45kDa이상의 분자들은 nuclear localization signal (NLS) 을 통해 NLS-mediated transport를 한다. NLS는 importin (Imp) 이라는 단백질의 유도에 의해 핵 안으로 이동한다.
NLS의 이동을 위해서 필요한 물질인 Imp α/β의 subunit인 Imp α는 cargo 단백질에 붙어있는 NLS를 인식한다. Imp α의 N-terminus는 Imp α/β heterodimer를 만드는데 필요한 Imp β binding domain을 가지고 있다. Imp β binding domain은 IBB라고 하는데 이 영역은 또한 Imp α가 Imp β에 붙지 않을 때 NLS에 대한 친화력을 줄여준다.

참고 자료

Colin W. Pouton, Targeted delivery to the nucleus, Advanced Drug Delivery Reviews 59 (2007) 698~717
Amnon Harel, Douglass J. Forbes1, Importin Beta: Conducting a Much Review Larger Cellular Symphony, Molecular Cell, Vol. 16 (2004), 319–30
Chong-Yun Xiao, David A. Jans, An engineered site for protein kinase C ￡anking the SV40 large T-antigen NLS confers phorbol ester-inducible nuclear import, FEBS Letters 436 (1998) 313~317
Maarja et al, Cell-penetrating peptides as vectors for peptide, protein and oligonucleotide delivery, Current Opinion in Pharmacology 6 (2006), 509-514
Amilcar Arenala et al, The SV40 T antigen nuclear localization sequence enhances nuclear import of vector DNA in embryos of a crustacean (Litopenaeus schmitti), Gene 337 (2004) 71–77
Harald Lanig et al, Molecular Dynamics Simulations of the Tetracyclinerepressor Protein: The Mechanism of Induction, J. Mol. Biol. 359 (2006), 1125-1136
L.M. Bailey et al, Artifactual detection of biotin on histones by streptavidin, Anal. Biochem. xxx (2007) xxx~xxx