분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-04-09 16:21:07 , Hit : 4439
 살아있는 세포내에서 단일 RNA를 이미징하는 새로운 기술 개발

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-04-07

생명공학자들의 현재의 방법보다 더 손쉽게 살아 있는 세포내에서 단일 RNA분자들을 보여줄수 있는 새로운 탐색자 (probe) 를 개발하였고 이 기술은 살아있는 세포내에서 어떻게 RNA가 이동하며 작동하는지 더 많은 정보를 줄 것으로 기대된다.

현재 RNA를 이미징하는 기술은 합성 RNA 또는 많은 양의 형광 분자들이 필요하는 등의 몇몇의 단점을 가지고 있다. 미 조지아텍 (Georgia Institute of Technology)의 연구자들은 기존의 문제들을 피할 수 있는 새로운 형광 탐색자 (multiply labeled tetravalent RNA imaging probes, MTRIPs)를 개발하였다.

“우리가 디자인한 탐색자는 밝게 빛나면서도 작고 모으기가 용이하고 표적에 빠르게 부착하므로 수시간동안 이미징하는 것을 가능하게 합니다. 이러한 특징들은 단일 세포내에서 RNA의 움직임과 위치를 연구하고 RNA와 결합하는 단백질들 사이의 상호 작용을 연구하기에 아주 적합합니다.” 라고 이 연구를 이끈 생명의학공학과 (Department of Biomedical Engineering) 의 Philip Santangelo 교수는 말한다. 탐색자를 만드는 과정과 RNA를 이미징하는 상세한 내용은 4월6일 자 네이처 on line 판에 발표되었다 (nature Methods, (2009), DOI:10.1038/NMETH.1316).

형광단 (fluorophore) 이라고 불리는 작은 형광 분자들을 변형된 핵산 배열에 붙이고 이 배열을 단백질과 조합한 새로운 탐색자는 단일 분자를 이미징하는 것을 가능하게 하고 연구자들이 살아있는 세포내에서 자연적인 RNA (native RNA)와 공학적으로 변형이 안된 바이러스 RNA (non-engineered viral RNA or plasmid-derived RNA)를 표적하고 이들의 이동을 따라가는 것을 가능하게 했다.

“새로운 탐색자에서 중요한 점은 탐색자들이 RNA의 배열을 인식하고 DNA와 관계되어 익숙한 염기쌍을 이용하여 결합한다는 사실입니다. 따라서, RNA에 결합할 몇몇의 탐색자들을 추가함으로 인해 몇배나 밝은 표적 RNA를 결합하지 않은 탐색자와 쉽게 구분할 수 있습니다.” 라고 Santangelo교수는 말한다.
연구팀은 살아있는 세포내로 탐색자를 집어넣기 위해 박테리아 톡신 (bacterial toxin, 기존의 기술에서 필요한 양의 탐색자보다 적은 양이지만 표적에 대해 강한 결합력을 가진 탐색자들을 주입하는 기술) 을 이용했다. 톡신은 세포막에 아주 자그마한 구멍을 만들어서 세포질내로 탐색자들이 들어가게 한다.

연구팀은 세포내에서 각각의 탐색자 분자들을 시각화하기 위해 통상적인 형광현미경으로 감도를 측정하였다. 전 연구에서는 이 기술은 세포내에 탐색자의 축적에 보여졌으나, 새 기술은 각각의 탐색자들이 세포질내에 국소적으로 뭉쳐있지 않고 고루 퍼져 있는 것이 관찰되었다.

단일 분자 수준의 관찰이 가능하다는 것을 발견한 이후 연구자들은 탐색자들을 이용하여 각각의 RNA를 시각화하는 것이 가능한지 연구했다. 이것을 위하여 연구자들은 인간 메신저 RNA 배열을 표적으로 하는 탐색자들과 인간 지놈을 표적으로 하지 않는 하나의 탐색자를 함께 주입하였다. 그러므로 인간 RNA에 결합한 표적자를 통한 각각의 RNA뿐만 아니라 표적과 결합하지 않은 각기 다른 두개의 탐색자들을 관찰할 수 있었다. 또한 이미징 기술은 dynamic RNA-protein co-localization (단일 세포내에서 RNA분자들과 RNA와 결합하는 단백질들의 결합 과정)을 시각화하는 것을 가능하게 했다.

“우리는 단백질과 바이러스 RNA 분자 사이의 중요한 일시적인 상호 작용을 관찰했으며, 이것은 공학적으로 변형되지 않은 RNA를 가지고는 처음 있는 일입니다. 우리는 단백질중의 하나가 바이러스 RNA 과립으로 들어가서 다시 배출되기 전에 수 분 동안 머물러 있는 것과 또 다른 단백질을 바이러스 RNA 과립에 붙는 것을 관찰했습니다. ” 라고 Santangelo교수는 말한다.

연구팀은 탐색자들을 더 작고 밝게 만들기 위해 노력하고 있고 있으며 현재는 바이러스가 전파되는 발병기전과 다른 생물학적 현상들을 연구하고 있다.

“우리는 새로운 이미징 기술을 어떻게 단일 바이러스 RNA가 세포의 핵으로 부터 바이러스 조합 지역까지 이동하는지, 어떻게 메신저 RNA가 시간적, 공간적으로 조절되는지, 그리고 신경 세포에서 어떻게 이동하는지를 연구하는데 이용할 것입니다.” 라고 Santangelo교수는 추가적으로 설명했다.







967   크론병 발생과 연관된 진화역사적으로 다시 기능이 부활한 유전자  이성욱 2009/03/12 4472
966   정상적인 프리온 단백질의 역할  이성욱 2009/03/13 5323
965   비만 치료에 효과를 보인 유전자 요법  이성욱 2009/03/13 4946
964   맞춤형 암치료법의 미래  이성욱 2009/03/13 4520
963   C형간염바이러스의 복제를 돕는 인간의 유전자  이성욱 2009/03/20 5011
962   두경부암의 예후를 나타내는 miRNA: miR-205와 let-7d  이성욱 2009/03/20 5087
961   운동신경신호를 관장하는 요소: RNA  이성욱 2009/03/20 4848
960   잠복상태의 HIV를 재활성화시키는 항암제 SAHA(suberoylanilide hydroxamic acid)  이성욱 2009/03/20 5105
959   암의 전이를 억제하는 마스터스위치: ESRP(Epithelial Splicing Regulatory Protein)  이성욱 2009/03/20 5366
958   종양의 형성 또는 억제에 관여하는 조절성 분자의 발견  이성욱 2009/03/20 4830
957   항-HIV ribozyme로 변형된 자가 CD34+ 세포를 이용한 임상 결과  이성욱 2009/04/06 4537
  살아있는 세포내에서 단일 RNA를 이미징하는 새로운 기술 개발  이성욱 2009/04/09 4439
955   HIV-1이 Vpu를 매개로 하여 인간세포의 테터린(CD317)을 붕괴시키는 방법  이성욱 2009/04/20 5201
954   암 유전자치료의 잃어버린 고리를 나노입자에서 찾다  이성욱 2009/04/27 4391
953   재조합 단백질을 이용한 iPS 세포의 제작  이성욱 2009/04/27 5149
952   게놈 상의 반복 서열이 유전자의 발현 조절에 필수적인 역할을 수행  이성욱 2009/04/27 5503
951   siRNA를 경구로 투여하는 새로운 RNAi기법 개발  관리자 2009/05/01 3960
950   물고기도 고통을 느낀다!  이성욱 2009/05/01 4810
949   신비스런 거대 바이러스의 구조  관리자 2009/05/01 4396
948   HIV의 비밀 침투경로 발견  이성욱 2009/05/04 5271

[이전 10개] [1]..[11][12][13][14][15] 16 [17][18][19][20]..[64] [다음 10개]
 

Copyright 1999-2021 Zeroboard / skin by ROBIN