PEI 나노 복합체를 이용한 세포 내 siRNA 전달 및 RNA 간섭 평가

문서 내 토픽

• 1. Polyethylenimine (PEI) 나노 복합체

  이번 실험에서는 양이온성 branched polyethylenimine (B-PEI)를 이용해 siRNA/PEI 나노입자를 만들고, GFP-silencing siRNA를 암세포 내로 전달하여 RNA interference (RNAi) 간섭 효율을 세포 내 GFP 발현량의 감소로 확인하였다. N/P ratio에 따른 RNA 간섭 효율 변화를 살펴보았는데, N/P ratio가 높아질수록 siRNA가 더욱 응축되어 작은 나노 입자가 형성되고, 나노 입자의 표면 전하가 커져 세포막과의 정전기적 인력이 증가하여 세포 내 유입이 향상되며, 나노 입자 안의 amine 농도가 높아 endosome 탈출에 유리해지는 등의 이유로 유전자 전달 효율이 향상되었다.

• 2. GFP (Green Fluorescent Protein)

  GFP는 청색에서 자외선 범위의 빛에 노출되면 녹색 형광을 나타내는 단백질로, 세포와 분자생물학에서 발현 리포터로 자주 사용된다. 이번 실험에서는 GFP를 영구적으로 발현하는 HeLa 암세포를 사용하여 GFP-silencing siRNA의 전달 및 RNA 간섭 효율을 확인하였다.

• 3. siRNA의 작용 원리

  siRNA는 특정 mRNA에 상보적으로 붙어 유전자의 발현을 억제하는 RNA 간섭 효과를 나타낸다. 이를 통해 질병을 일으키는 단백질 생산이 저해될 수 있다.

• 4. Proton sponge effect

  PEI와 같은 양이온성 고분자의 endosome 탈출 메커니즘을 설명하는 가설이다. 나노복합체가 endosome에 들어가면 endosome의 pH가 낮아지면서 양전하가 증가하게 되고, 이에 따라 삼투압이 작용하여 물이 유입되고 endosome이 팽창하면서 나노복합체가 탈출할 수 있게 된다.

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• 1. Polyethylenimine (PEI) 나노 복합체

  Polyethylenimine (PEI)은 유전자 전달 및 약물 전달 시스템에서 널리 사용되는 양이온성 고분자입니다. PEI 나노 복합체는 다양한 생물학적 활성 물질을 효과적으로 전달할 수 있는 장점이 있습니다. PEI는 높은 양전하를 가지고 있어 핵산이나 단백질과 같은 음전하를 띠는 생체 분자와 강한 정전기적 상호작용을 할 수 있습니다. 이를 통해 PEI 나노 복합체는 세포 내로 효과적으로 전달될 수 있습니다. 또한 PEI는 세포 내에서 완충 작용을 하여 전달된 물질이 분해되지 않고 세포 내로 잘 유입될 수 있도록 돕습니다. 이러한 특성으로 인해 PEI 나노 복합체는 유전자 치료, 암 치료, 백신 개발 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 그러나 PEI의 세포 독성이 문제가 될 수 있어 이를 해결하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있습니다. 향후 PEI 나노 복합체의 안전성과 효능이 더욱 개선되어 다양한 생물학적 응용 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.

• 2. GFP (Green Fluorescent Protein)

  GFP(Green Fluorescent Protein)은 해파리 종인 Aequorea victoria에서 발견된 형광 단백질로, 이 단백질은 청색광을 흡수하고 녹색광을 방출하는 특성을 가지고 있습니다. GFP는 생물학 및 의학 연구 분야에서 매우 유용한 도구로 활용되고 있습니다. GFP는 다양한 생물체에 도입될 수 있어 유전자 발현, 단백질 localization, 세포 추적 등 다양한 실험에 활용될 수 있습니다. 또한 GFP는 형광 단백질이기 때문에 실시간으로 관찰할 수 있어 생물학적 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 이를 통해 세포 내 신호 전달 경로, 단백질 상호작용, 세포 분열 과정 등을 연구할 수 있습니다. 최근에는 GFP 변종들이 개발되어 다양한 색상의 형광 단백질을 사용할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 다중 표지 실험이 가능해져 복잡한 생물학적 과정을 보다 효과적으로 연구할 수 있게 되었습니다. 향후 GFP 기술의 발전으로 생물학 및 의학 연구가 더욱 발전할 것으로 기대됩