[유전공학] CRISPR/Cas9 system과 관련논문 분석

소개글

"[유전공학] CRISPR/Cas9 system과 관련논문 분석"에 대한 내용입니다.

목차

1) Summarize the process for CRISPR/Cas9 construction
2) Search for one article that describes novel CRISPR/Cas technology and summarize the paper
3) Summarize the principle of PCR

본문내용

CRISPR/Cas9 System은 현재 가장 많이 사용되고 있는 3세대 Genome Editing 기술이다. 먼저, CRISPR란 박테리아에서 발견되는 짧은 회문서열을 뜻하는데 이는 박테리아가 박테리오파지에 대해 가지고 있는 adaptive immunity에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이 회문서열 사이에는 spacer라는 부위가 있는데 이 부위는 박테리아 고유의 DNA가 아니고 이전에 박테리아 내부에 침입한 경험이 있는 파지의 서열 일부를 이곳에 저장해 둔 것을 의미한다. 이를 통해 박테리아는 파지에 대한 memory를 갖게 된다. 이 부위가 전사되어 pre-crRNA가 생성되고나면 tracrRNA라는 다른 RNA fragment도 전사되어 pre-crRNA에 존재하는 회문서열에 상보적으로 결합하게 된다. 이 RNA 조합을 guide RNA라고 부른다. 이후 다른 핵심적인 단백질인 Cas9이 추가로 결합하는데 이 단백질은 DNA의 특정서열을 인식하고 이중가닥을 절단하는 효소이다. 이렇게 guide RNA와 Cas9가 붙어서 effector complex를 만들어내고 이 구조물은 guide RNA가 가지고 있는 파지의 DNA 서열을 상보적으로 인식하면 Cas9이 절단하는 형식을 갖추게 된다.
그리고 인간은 이 시스템을 이용해 유전자를 편집하는 기술을 응용해낸다. 먼저 guide RNA를 RNA의 조합이 아닌 그냥 하나로 통합하여 합성한다. Guide RNA는 절단할 부위에 해당하는 염기서열을 포함하고 있는 부분인데 이 부분을 연구자의 입맛대로 변경해준다면 우리는 CRISPR/Cas9 System를 이용해서 생명체의 유전체 중 원하는 부위를 절단할 수 있을 것이다. 이러한 염기서열 제작은 지금의 분자생물학적 기술로 쉽게 가능하다.
이렇게 원하는 부위를 절단했다면 우리가 원하는 서열을 삽입도 할 수 있게 된다.

참고 자료

Andrew V. Anzalone, Peyton B. Randolph, et al., Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA, Nature, Vol. 576, 149-157, 2019
Barrangou R., The roles of CRISPR-Cas systems in adaptive immunity and beyond, Curr Opin Immunology,32:36-41,2015