유전자 편집기술들의 차이점(1세대,2세대,3세대 - 징크핑거,탈렌,크리스퍼)

소개글

유전자가위 기술의 1세대인 징크핑거, 2세대인 탈렌, 3세대인 크리스퍼 캐스9의 구조와 기능, 그 차이점과 장단점에 대해서 누구나 이해할 수 있도록 간결하고 알기 쉽게 정리한 보고서입니다.
정보들을 단순 나열한 것이 아닌 자료 번역과 취합 과정을 거쳤습니다. 느낀 점도 포함되어 있습니다. 유전자 가위 기술의 작용과 역사에 대해 알고 싶으신 분께 추천드립니다.

목차

1. 서론
2. 1세대 : 징크핑거 뉴클레이즈
3. 2세대 : 탈렌
4. 3세대 : 크리스퍼
5. 차이점 정리 및 느낀점
6. 참고문헌

본문내용

유전자 편집은 상동 재조합을 기반으로 한 기술이다. 상동 재조합은 상동인 두 DNA가닥이 절단 후 교차되며 염기를 재조합하는 과정이다. 수정할 유전자를 세포에 삽입했을 때 유전자가 무작위로 재조합되는 비상동 재조합이 일어날 확률이 훨 높기 때문에, 상동 재조합이 잘 일어나게 하기 위해 DNA를 인공적으로 파괴해야 한다. DNA를 절단하면 DNA를 고치기 위해 상동 재조합이 일어나고, 이 때 세포에 넣은 수정된 DNA를 사용하여 서열이 교정된다.

유전자 편집 기술은 유전자 삽입 시 상동 재조합 현상이 일어나는 것을 발견한 카페키 교수의 연구부터 DNA의 파손이 상동 재조합 효율을 높인다는 제이신의 연구, 염기 서열을 인식하는 단백질과 염기 서열을 절단하는 효소를 합성해 징크 핑거 뉴클레이즈를 만든 찬드라세가란의 연구를 거쳐 발전했다. 그리고 2009년 식물을 감염시키는 병원성 세균에서 염기 하나를 인식하고 인식할 염기를 수정하기가 더 쉬운 단백질이 발견되어 탈렌이라 불리며 기대를 받았다. 하지만 더 기능이 뒤어난 크리스퍼가 3세대로 등장하며 자리를 빼앗겼다.
크리스퍼-캐스9은 2013년에 개발된 유전자 편집 기술으로, FokI 효소를 사용했던 1세대, 2세대와 달리 Cas9 효소를 사용한다. 그리고 2015년에 안전장치를 추가한 크리스퍼가 4세대로 등장했다.
이렇게 수십 년의 세월을 거쳐 발전을 거듭한 유전자 편집 기술은 그 세대별로 조금씩 다른 작동기반을 가지며 다른 특징을 가진다. 총 4세대의 기술들을 여러 기준별로 구분하고 차이점을 이해해보자.

참고 자료

그림 1) https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=vita7530&logNo=221217829429&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F
그림 2, 5) https://en.wikipedia.org/wiki/FokI
그림 3, 6) http://www.ksmcb.or.kr/file/webzine/2013_11_01.pdf
그림 4) http://parts.igem.org/Part:BBa_K1189005
그림 7) https://www.biophysics.org/blog/crispr-facts-myths-and-how-to-engage-the-public
그림 8) https://www.takarabio.com/learning-centers/gene-function/gene-editing/gene-editing-tools-and-information/how-to-design-sgrna-sequences
그림 9) https://www.the-odin.com/diyhumancrispr/
http://varuncnmicro.blogspot.com/2015/05/lab-series-6-short-introduction-to-talen.html
http://www.ksmcb.or.kr/file/webzine/2013_11_01.pdf
http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=271788
제니퍼 다우드나, 새뮤얼 스턴버그(2018), 크리스퍼가 온다, 프시케의 숲