| 초록 |
연구개요 CRISPR/Cas9 시스템은 특정 염기서열을 인식하여 절단하고 편집하는 기술로써, DNA의 표적 부위를 찾아가 결합하는 짧은 길이의 가이드 RNA (short guide RNA, sgRNA)와 해당 지점을 자르는 절단 효소 단백질인 Cas9 endonuclease의 두 가지 구성 요소가 필요함. 본 연구에서는 (1) CRISPR/Cas9 시스템을 구축하여 어류 세포에서의 몇몇 특정 유전자 교정 (Gene Editing)을 통해 어류 세포 자멸사 (Apoptosis) 메커니즘 분석 및 재조합 어류 랩도바이러스 역가 (titer) 증강 방법 제시, (2) CRISPR/Cas9 시스템이 탑재된 재조합 어류 랩도바이러스를 생산함으로써 guide RNA의 보다 효율적인 전달과 더 나아가 랩도바이러스성 질병에 강한 어류 개발을 위한 가능성을 제시하고자 하였음. 연구 목표대비 연구결과 (1) 어류 세포에서의 CRISPR/Cas9 시스템 개발 - 어류 세포내에서의 sgRNA 발현을 위한 적정 프로모터 발굴하였음. - CRISPR/Cas9 시스템을 위한 벡터 구축하고, 어류 세포 내로의 CRISPR/Cas9 시스템을 위해 구축된 플라스미드의 효율적으로 전달하였음. - 형질 전환된 세포들은 one cell로 분리 및 배양되었으며, CRISPR/Cas9 시스템이 도입된 어류 세포 내에서 유전자 교정 패턴을 정확하게 확인하였음. (2) 어류 세포에서의 CRISPR/Cas9 시스템의 활용 - 다양한 target gene을 editing 해봄으로써 어류 세포 자멸사 (apoptosis) 및 immune response 메커니즘 분석, 또한 이와 관련하여 재조합 어류 랩도바이러스 역가 (titer) 증강 방법 제시하였음. (3) 어류 랩도바이러스 질병에 강한 어류 개발 가능성 제시 - 어류 세포 내로의 CRISPR/Cas9 시스템의 효율적인 전달을 위해, 역유전학법을 이용하여 CRISPR/Cas9 시스템 탑재 재조합 어류 랩도바이러스 생산하였으며, target gene에 대한 유전자 교정 패턴을 정확하게 확인하였음. - 실제 어류를 적용하여 CRIPSR/Cas9 시스템 탑재 재조합 바이러스에 의한 유전자 편집 여부를 확인하기 전에, 신규 실험 모델로 선정한 실버팁테트라 수정란 및 미성어에서의 어류 랩도바이러스 감염 여부를 확인하였으나, 수정란에 대한 감염실험은 최적화 실험이 요구됨. - 신진후속 중견연계 과제에서 지속적으로 CRISPR/Cas9 시스템 탑재 재조합 바이러스 감염 실험을 수행하여 목적 유전자 편집 여부를 확인할 계획임. 연구개발결과의 중요성 - 학문적·인력양성 측면 : 본 연구 과제를 통해 어류를 대상으로 한 CRISPR/Cas9 시스템이 개발됨으로써, 원하는 유전자를 knock-out 및 knock-in 하는 데에 매우 유용할 것이며, 그 응용 분야는 수산생물 유전자의 기능 또는 메커니즘 분석, 더 나아가 특정 질병에 저항성을 가진 건강한 어류를 만들 수 있는 등, 그 활용도가 매우 높음. 이와 같은 CRISPR/Cas9 시스템을 통한 새로운 지식 습득은 물론 강의, 세미나, 논문 발표 등을 통해 교육의 질 역시 향상될 것임. - 국가 기술·경제 산업적 측면 : 본 연구에서는 새롭게 국내 해양·수산분야에서의 첫 CRISPR/Cas9 시스템 개발 연구에 도전하였음. 국내 해양·수산분야에서도 최신 연구동향에 발맞추어 전 세계적으로 선도해 나갈 수 있는 원천 기술을 획득하게 됨으로써 바이오산업의 국가경쟁력을 확보할 수 있음. (출처 : 요약문 2p) |
