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Genome editing

Genome editing서론유전자 가위 기술이란 유전적인 요인이 있는 난치성 질환을 치료하기 위해 문제가 되는 유전자를 없애거나, 필요한 유전자를 넣어주는 등의 행위를 하여 그 질환을 치료할 수 있는 의학적 방법이다. (김민수, 2022) 유전자 가위 기술은 2002년 1세대 기술인 ZFN(Zinc Finger Nuclease)에서부터 시작하여 2세대 TALEN(Transcriptor Activator-Like Effector Nucleas), 3세대 CRISPR(Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats)/Cas9으로 발전해 왔으며 2019년 4세대인 prime editor도 나온 상태이다. ZFN과 TALEN에서는 염기서열을 단백질이 인식하지만 CRISPR/cas9부터는 RNA가 염기서열을 인식하기 때문에 더 빠르고 정확하다는 장점이 존재한다. (식품의약품안전처, 2017, 이광수, 2022) 이처럼 유전자를 편집하는 기술은 수년사이에 매우 빠르게 발전하고 있으며 더 쉽고 정확한 방법이 수년 사이에 또 나올 가능성도 충분하다.이번 실험에서 사용한 유전자 가위 기술은 CRISPR/cas9이다. CRISPR/cas9은 박테리아의 면역체계에서부터 아이디어를 얻어 발전한 기술이다. Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats(CRISPR)은E.coli의 sequence에서 처음 발견된 특정한 염기서는 가설이었다. 그 후 2007년 Danisco라는 덴마크의 요구르트 회사에서Streptococcus thermophilus가 박테리오파지에 감염되면서 CRISPR의 spacer에 박테리오파지의 핵산이 끼어들어가는 것을 관찰하면서 획득면역을 처음으로 실험적으로 입증하였다. 후에는 이러한 CRISPR가 전사되고 cas protein과 complex를 이루어 박테리아의 DNA를 자르면서 면역반응을 일으킨다는 연구 결과가 나오게 되었다. 이것이 CRISPR/cas9 유전자 가위 발명의 시발점이라고 할 수 있다. (Irina Gostimskaya, 2022)CRISPR/cas9을 사용하기 위해서는 크게 4가지가 필요하다. crRNA, cas9 protein, tracrRNA, PAM sequence가 그것이다. crRNA는 cas9 protein와 complex를 이루는데, 이때 complex를 이루게 해주고 안정적이게 유지해주는 역할을 tracrRNA가 해준다. crRNA와 tracrRNA가 따로 있어도 되지만 서로 말단끼리 붙여서 사용해도 큰 지장은 없으며 이것을 sgRNA라고 한다. 이렇게 complex를 이룬 CRISPR/cas9에서 sgRNA가 잘라야 할 target sequence로 인도해 준다. 이때 target sequence 뒤에 PAM sequence라고 하는 GG로 끝나는 염기서열이 존재해야 이를 인식하고 특이적으로 complex가 결합할 수 있다. 결합한 뒤에는 유전자에 DSB(double strand break)를 일으키며 이를 복구하는 과정에서 돌연변이를 일으킬 수 있다. 복구하는 과정으로는 NHEJ(Non homologous end joining)과 HDR(homology-directed repair)이 있다. (Alaa A.A. Aljabali at al., 2024)NHEJ는 별다른 기작 없이 DSB가 일어난 부분을 바로 이어 붙이거나 혹은 랜덤한 염기서열을 추가하여 연결하는 수리 방법이다. 때문에, CRISPR/cas9으로 자른 뒤 별zebrafish에서 CRISPR/cas9을 이용해 백색증과 간질 관련 유전자인 tyrosinase와 zc4h2를 knock out하고 발생 배의 표현형을 관찰하면서 유전자와 표현형의 관계를 분석한다. 이를 통해 유전자 편집 기술의 원리와 활용법을 안다.재료 및 방법재료 : zc4h2 embryo & tyrosinase embryo, 해부현미경방법 : zebrafish embryo에 gRNA와 Cas9 mRNA를 injection한다. mosaic embryo가 생성되었기에 Wild type zebrafish와 교배하여 세대 번식을 하고 그중에서 mutant zebrafish를 골라낸다. 그 mutant zebrafish끼리 다시 교배하여 homozygous zebrafish를 만든다. 이 과정을 통해 각각 zc4h2, tyrosinase에 대한 mutant zebrafish를 만들고 해부현미경을 통해 표현형을 관찰한다.결과WTKO묶음 개체입니다.Figure 2. Wild type zebrafish embryo(×4)와 tyrosinase를 knock out한 zebrafish embryo(×4)WTKO묶음 개체입니다.Figure 1. Wild type zebrafish embryo(×4)와 zc4h2를 knock out한 zebrafish embryo(×4)본 실험에서는 CRISPR cas9을 이용하여 zc4h2와 tyrosinase를 knock out한 zebrafish의 발생배를 관찰하였다. 첫 번째로 관찰한 zc4h2을 knock out한 zebrafish embryo에서는 Wild type zebrafish embryo에 비교하여 확실히 등이 굽은 것을 관찰 할 수 있었다.(Fig 1) 두 번째로 관찰한 tyrosinase를 knock out한 zebrafish embryo에서는 Wild type zebrafish embryo에 비교하여 등과 배, 옆면과 꼬리에 검은색 점이 보이지 않았다. 눈의 바깥쪽은 반투명한 검은색이었고, 중앙은 하얀색으로 관찰되25%를 차지하고 (+/-) heterozygous는수식입니다.{1} over {2} TIMES {1} over {2} TIMES 2= {1} over {2}로 전체의 50%를 차지하며 (-/-) homozygous는수식입니다.{1} over {2} TIMES {1} over {2} = {1} over {4}로 25%를 차지한다. 이를 표로 나타내면 다음과 같다. (표 1)표. heterozygous mutant끼리 교배했을 때 나올 수 있는 자손의 경우의 수+-++++--+---논의이번 실험에서는 CRISPR/cas9을 이용하여 간질 관련 유전자인 zc4h2와 백색증 관련 유전자인 tyrosinase를 knock out하여 그 표현형을 관찰하였다. zc4h2를 knock out한 zebrafish에서는 Wild type에 비해 등이 굽고, tyrosinase를 knocj out한 zebrafish에서는 Wild type에 비해 검은 점이 존재하지 않고 눈이 투명하며 하얀색이었다. 특정 유전자를 knock out 한 zebrafish들이 특정 질병과 관련된 이상증세를 보이는 것이 확인된 것이다. 즉, zc4h2 유전자의 돌연변이는 간질과 연관성이 있고, tyrosinase 유전자의 돌연변이는 백색증과 관련이 있다는 증거가 될 수 있다.이처럼 인간과 비슷한 모습을 하고있는 모델동물인 zebrafish를 이용하여 인간이 앓을 수 있는 질병들을 연구하는 것이 가능하다. 특히나 최신기술이 발달함에 따라 NGS를 이용해 모델생물의 유전체를 단기간, 저비용으로 분석할 수 있게 되었으며, 컴퓨터 기술이 발달함에 따라 이를 표현체와 서로 연관을 지을 수 있는 방법이 점점 더 많아져 가고 있는 추세이다. 예를 들어 어떤 질병을 앓고 있는 환자 모임을 모두 유전체를 sequencing 하여 genome wide association study(GWAS)를 이용해 그 질병과 SNP가 얼마나 연관성이 있는지 정확도 높고 쉽게 알아낼 수 있으며 RNAseq을 진행하여 어떤 유전자에 을 이용하여 궁금한 유전자의 기능을 끄고, 키면서 실제로 특정 질병에 연관성이 있는지 아주 쉽게 알 수 있고 또한 이를 통해 연구하기 어려웠던 유전체와 표현체 사이의 인과관계를 연구하는 데에도 매우 큰 도움이 될 수 있다. 즉, zebrafish를 포함한 모델생물에서 유전자 가위를 이용한 연구방법은 매우 획기적인 방법이며 인류의 기술 발전속도를 매우 빠르게 향상 시킨 기술 중 하나이다.그러나 이것이 인간에게 넘어온다면 큰 생명윤리 관점에서 매우 큰 문제가 될 수 있다. 유전체와 표현체의 관계가 명확하게 밝혀지게 되는 미래에는 상층계급이 유전자 가위를 통해 우월한 유전자만 남기려는 노력을 할 것이다. 반대로 하층계급은 그러지 못한다. 우월한 유전자를 가질수록 돈을 더 많이 벌 확률이 높아지고 그렇지 않다면 그 반대일 것이다. 즉, 빈익빈 부익부가 더 심해져서 사회 근본 문제가 더 커질 수 있는 시발점이 될 수 있다. 허나, 가장 근본적인 문제는 인간이 도대체 뭐길래 인간을 조작할 수 있냐는 것이다. 선대의 욕망에 의해 만들어진 후대는 과격하게 말하면 단지 선대의 꼭두각시일 뿐이며 단지 수단으로 인식되며 인간으로서 존중받을 수 없을 것이다. 즉, 양날의 검으로서, 유전자 가위는 꼭 의료용으로만 사용해야 하며 그 의료용이라는 범위 안에서도 극히 제한되어서 사용되어야 할 것이다.참고문헌김민수, 크리스퍼 유전자가위 빛 본지 10년...세상에 없었던 치료법이 나온다, 동아사이언스 (2022), https://m.dongascience.com/news.php?idx=55116(2024.06.11. 인용)식품의약품안전처, 유전자 가위기술 연구개발 동향 보고서 (2017)이광수, 4세대 유전자가위 기업 나스닥 상장 시동...‘툴젠’ 경쟁자 늘어나나, PHARM EDAILY (2022), https://pharm.edaily.co.kr/news/read?newsId=0*************040&mediaCodeNo=257(2024.06.11. 인용)Gostimskaya I..

자연과학| 2024.10.12| 6페이지| 2,500원| 조회(142)

실험레포트, A+보고서, 유전자 가위 기술

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블랙박스실험

생물학 실험 보고서실험제목 : Black Box Experiment실험일시 : 2023년 3월 16일 14:00~18:00보고서 제출일 : 2023년 3월 21일충남대학교 생명시스템과학대학서론과학을 할 때뿐만이 아니라 일상생활을 살아가다 보면 어떤 것을 검증해야 할 때가 오기 마련이다. 그러기 위해서는 과학적방법에 대해 숙지를 하는 것이 좋을 것이다. 과학적방법이란 가설을 설정하고 실험을 통해 결론을 도출하는 방법을 말한다. 종류로는 가설을 세우고 그것을 실험을 통해서 증명하는 가설연역적방법[1]과 수많은 관찰을 하고 규칙성을 찾아 일반화하는 귀납적방법[2]이 존재한다. 실험과정에서는 체계적이고 객관적인 증거들을 모아야 하며 이를 통해 도출된 결론은 다른 사람이 수행해도 똑같은 결과가 나와야 비로소 타당한 결과 혹은 법칙이라고 불릴 수 있다. 예를 들어 일상생활에서 가계부를 쓰고 있다고 가정해보자. 생활비가 적자가 나와 생활비를 절약해야 하는 상황에서 ‘식비를 줄이면 생활비가 줄어들 것이다.’라는 가설을 세우고 직접 생활하면서 실험하여 그 가설을 ‘검증’한다. 생활비가 줄여지는 게 몇 달 동안 지속된다면 그것은 하나의 법칙이 되어 계속 통용될 것이다.과학적방법의 과정은‘관찰 or 질문 정보수집 가설설정 실험설계 테스트 결과의 해석(분석) - 결론의 도출 - (가설이 틀렸다면 가설설정 단계로 다시 돌아가 가설 재설정 후 같은 과정 반복)[ 되어버릴 것이다.이번에 하게 될 black box experiment는 과학적방법을 숙지하기에 아주 좋은 실험이다. 밀봉된 상자 안에 어떤 물건이 있는지 ‘질문’하고 상자를 이리저리 흔들면서 ‘정보수집’을 하며 수집한 정보를 토대로 ‘가설’을 세운 후 ‘실험’을 설계한 뒤 똑같은 상자와 여러 물건을 가지고 그 가설을 ‘테스트’하여 나온 결과를 ‘해석’하고 ‘분석’한다. 즉, black box experiment는 과학적 방법을 그대로 체험하고 실제로 사용할 수 있는 좋은 실험이다. 이 실험을 통해 과학적방법에 대해 제대로 숙지하고 후에도 잘 사용할 수 있도록 훈련하는 것을 목표로 한다.2. 재료 및 방법1) 재료작은 물건들을 담은 밀봉된 상자, 밀봉된 상자와 같은 모양의 개봉된 상자, 구슬 두 개, 케이블 타이, 스펀지, 물이 담긴 튜브, 탁구공, 골프공, 집게, 볼펜, 주사기, 호박차, 아이스티, 둥굴레차, 15ml 튜브2) 방법박스를 잘 살펴보고, 어떻게 박스 안에 있는 물건이 무엇인가를 알 수 있는가에 대하여 생각하고 기록한다.‘초기가설’을 만들기 위해서 일차적인 실험을 수행한다. 이때 흔들거나, 굴리거나 기울이면서 물체의 움직임에 대하여 소리를 듣는다.초기 가설을 설정한다.초기가설을 증명하기 위하여 실험실에서 동원할 수 있는 도구를 이용하여 보다 많은 정보를 기록한다. (실험 조교가 보여주는 상자 안의 물건보다 많은 종류의 물건을 관찰하거나, 무게를 측정하고, 빈 상자에 넣어 탐구하는 등 가설을 증명하는 일련의 실험을 진행한다.)최종적으로 물체가 무엇인가를 결정한다.박스를 열고 물체를 확인하고, 초기가설의 설정과 물체에 대한 예측 등에 대한 과정의 문제점을 기록한다.3. 결과가설근거예상결과문제점공소리가 나는 것은 구슬일 것이다.탁구공 특유의 통통거리는 가벼운 소리가 나지 않는다.골프공의 무거운 쿵쿵 소리와 무게 쏠림이 없다.상자를 기울일 때 가장 먼저 굴러가는 가벼운 공이 있다. 2개 정도 느껴진다.구슬이 2개 있고 탁구공과 골프공은 없을 것이다.구슬 것에 가로막힌다.부피가 큰 것이 존재하여 벽에 부딪힐 때 둔탁하고 무거운 소리가 난다.소리를 봤을 때 여러 개가 벽에 부딪힌다.주사기는 너무 무거워서 적합하지 않다.50ml튜브와 15ml튜브, 볼펜은 존재하지만 주사기는 존재하지 않는다.50ml튜브와 볼펜은 존재했지만 15ml튜브는 존재하지 않았다.튜브가 여러 개가 있다고만 생각해 모두 다 있을 것으로 생각했다. 3개인지 2개인지 생각해보지 않은 것이다.스펀지가 있을 것이다.무언가 걸려 넘어간다.가끔 벽에 부딪히는 소리를 안 나게 하는 완충재 역할이 있다.스펀지가 있을 것이다.스펀지가 존재하지 않았다.스펀지 때문이 아닌 단지 들어있는 물건이 부피가 큰 것이 많아 자체적으로 완충재 역할이 되어 벽에 부딪히는 소리가 나지 않았던 것이다.케이블 타이가 있다.질량이 부족하지만 아주 조금 부족해서 0.5g정도만 보완하면 적당하다.케이블 타이가 있다.케이블 타이가 없었다.단순히 무게만으로 물체를 추정하는 것은 미리 추정해 놓은 것들이 틀릴 수도 있는 것이기 때문에 적절하지 않다. 근거가 부족했다.단호박차가 있다.1. 미세하게 가루소리가 들린다단호박차가 있다.단호박차가 있었다.없음둥굴레차 티백이 있었다.매우 가볍고 소리도 묻혀버려서 전혀 예상하지 못한 존재였다.위의 표는 가설을 세우고 실험을 한 뒤 나온 결과들을 정리해놓은 것이다. 우선 가설을 세우기전에 몇 가지의 정보를 수집했다. 첫째, 굴러다니는 것이 많다. 둘째 공이 아닌 단단한 것이 몇 개 들어있는 것 같다. 셋째 가벼운 소리는 들리지 않는다. 이것을 토대로 가설을 세워 실험을 진행했다.첫째로 생각한 가설은 ‘굴러다니는 공은 구슬일 것이다.’이다. 밀봉된 상자(검은 상자라고 후부터 통칭하겠음)를 기울이면서 소리를 들어봤을 때 아주 가볍고 작은 것이 굴러가는 소리를 들었다. 개봉된 상자를 이용해(하얀 상자라고 후부터 통칭하겠음) 공 종류인 탁구공, 구슬, 골프공을 넣고 흔들어봤다. 그 결과 탁구공이 가지고 있는 특유의‘통통’소리가 벽에 부딪힐 때 나오지 않았고, 골을 것이라고 예상했고, 예상이 맞았다.셋째로 생각한 가설은‘튜브 종류의 무언가가 있을 것이다’이다. 검은 상자를 조금씩 기울여 봤을 때 구슬이 무언가에 걸려 넘어가거나, 막혀서 아예 굴러가지 않는 상황이 있었다. 대신에 훨씬 큰 것이 여러 개 벽에 부딪혀서 쿵쿵 소리가 났다. 하얀 상자에 튜브 종류(50ml튜브, 15ml튜브, 볼펜, 주사기) 모두를 넣어 흔들어봤을 때 검은 상자와 비슷한 소리가 났다. 하지만 주사기는 질량이 너무 커 약 55g의 물건이 들어있다는 전제조건에 어긋나 주사기는 들어있지 않을 것으로 생각했다. 즉, 주사기를 제외한 모든 튜브 종류의 물건(50ml튜브, 15ml튜브, 볼펜)이 들어있다고 예상했다. 하지만 15ml튜브는 존재하지 않았다.넷째로 생각한 가설은‘스펀지가 있을 것이다.’이다. 검은 상자를 기울일 때 구슬 뿐만 아니라 대부분의 물체가 무언가에 걸려 넘어가는 듯한 소리가 들렸다. 다른 물건들은 부피가 크기 때문에 걸려 넘어가게 하는 것이 아니라 아예 못 넘어가게 했을 것이다. 또한 검은 상자를 흔들면서 물건들이 바닥에 떨어지거나 벽에 부딪힐 때 완충재 역할을 하는 듯한 소리가 들렸다. 실제로 하얀 상자에 스펀지와 가설로 추측했던 물건을 넣고 흔들어봤을 때 가끔 소리가 약하게 들리는 순간이 있었고 기울여 봤을 때는 물건들이 걸려 넘어가는 소리가 분명하게 났다. 즉, 스펀지가 있을 것이라고 예상했다. 하지만 스펀지는 존재하지 않았다.다섯째로 생각한 가설은‘케이블 타이가 있을 것이다.’이다. 지금까지 가설에서 예상한 물건들의 질량의 합을 구했을 때 단호박 차 같은 것을 제외하고 마땅히 더 넣을 수 있는 물건이 보이지 않았다. 또한 모든 물건의 질량의 합의 소수 자리가 0.5g였기 때문에 0.5g이었던 케이블 타이를 넣어 질량을 맞추기 위해 케이블 타이가 검은 상자에 있다고 생각했다. 하지만 개봉해본 결과 존재하지 않았다.마지막으로 생각한 가설은‘단호박 차가 있을 것이다.’이다. 검은 상자를 흔들어봤을 때 미세하게 가루 소리가 들리는 없다고 예상했지만, 탁구공이 있었다. 검은 상자를 개봉했을 때 7개의 물건이 존재했다. 상자를 흔들어볼 때 탁구공은 물론 다른 큰 물건들도 같이 움직였을 것이고, 다른 물건이 벽에 부딪히는 소리에 묻혀 탁구공의 작은 소리가 잘 나지 않은 것이다. 때문에, 탁구공의 소리가 나지 않는다고 판단하고 탁구공이 없다고 예상했었다. 탁구공을 예상하려면 소리뿐만 아니라 질량 또한 판단하면서 추정했어야 했을 것이다.3번째 가설에서는 튜브 종류가 주사기를 제외한 3개가 모두 있다고 예상했지만 15ml튜브가 존재하지 않았다. 어림 해서 실험하면 안 되는 것이지만, 큰 것이 벽에 부딪히는 소리가 여러 개가 난다는 것을 알고 존재하는 튜브의 최대 개수가 있다고 생각을 해버린 것이다. 여러 개가 부딪히는 것을 알고 2개인지 3개인지를 판단하는 실험과 어떤 종류가 있는 것인지 판단하는 실험을 했다면 어떤 물건이 있을지 알 수 있었을 것이다.4번째 가설에서는 스펀지가 있다고 예상했지만 존재하지 않았다. 스펀지가 있다고 생각한 근거 중 가장 비중이 큰 것이 완충재 역할을 한다는 것이었지만 들어있는 물건들이 모두 부피가 커서 상자 안에서 흔들어도 잘 움직이지 않는 상태였다. 때문에, 꼭 스펀지가 있지 않더라도 다른 물건들이 완충재 역할을 해주는 것을 깨달았다면 스펀지가 물건에 포함되지 않을 수도 있다고 판단했을 것이다.5번째 가설에서는 단지 질량만 맞추기 위해 임의로 가벼운 물건을 넣은 것이기 때문에 전혀 적절한 실험방법이 아니었다. 이와 비슷한 것으로 둥굴레 차를 예상하지 못한 것도 있다. 너무 가벼워 케이블 타이처럼 질량으로만 측정하려고 했기 때문이다. 이렇게 가벼운 물체는 소리로 예상하지 못하기 때문에 질량을 통해 맞추는 수밖에 없다. 하지만 질량을 맞출 때도 앞에서 예상한 것이 확실하다고 생각할 때만 했어야 했다. 앞에서 추측한 것들이 아직 확실하지 않다고 생각한 시점에서 케이블 타이와 둥굴레차를 먼저 생각한 것이 큰 실수였을 것이다.이번 실험을 통해 가설설정을 하고 그에 맞는 적것이다.

자연과학| 2024.10.12| 7페이지| 2,500원| 조회(153)

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Polymerase chain reaction서론PCR(Polymerase chain reaction)은 단시간에 DNA의 원하는 부분을 수백만개 이상으로 증폭시키는 기술이다. (NIH, 2024) PCR은 생물학의 거의 모든 분야에서 쓰이지 않는 곳이 없을 정도로 널리 퍼지고 중요한 실험적 기법이며, 그에 따라 상황과 목적, 기술발전에 따라 Multiplex PCR, Long-range PCR, Single-cell PCR등 수많은 파생 기술들이 존재한다.(QIAGEN)PCR은 크게 Denaturation, Annealing, Extension의 세 과정으로 구분할 수 있다. Denaturation 과정은 온도를 올려 DNA double strand를 single strand로 분리해주는 단계이다.이때의 온도는 94도이며 약 30초간 가열해 준다. annealing 과정에서는 primer가 원하는 유전자의 끝 지점에 부착한다. 원하는 DNA의 forward 부분과 reverse 부분 두 곳에 붙여준다. 이는 보통 50~60℃ 안팎에서 진행하는데, 이를 결정하는 기준은 primer의 GC 결합이 얼마나 있냐이다. GC 결합은 TA 결합과 달리 수소결합이 3개이기 때문에 결합을 분리하기 위해서는 더 많은 에너지가 필요하기 때문이다. 또한 너무 놓은 온도면 primer가 DNA template에 부착할 수 없고 또 너무 낮으면 원하지 않는 곳에도 primer가 붙을 수 있기 때문에 적당한 온도인 50~60℃에서 annealing을 진행한다. 약 30초간 진행해 준다. extension 과정에서는 dNTP를 DNA polymerase를 이용해 붙여 D잘 버틸 수 있는 Taq polymerase를 자주 사용한다. 이는 72℃에서 30초간 진행해준다.(Michael G. Simpson, 2010) 이 3개의 과정이 1 cycle이며 이를 여러 번 진행하여 원하는 DNA template를 증폭한다. 이론적으로 dNTP만 충분하다는 전제조건 하에 n번 cycle을 돌리면 1개 DNA tamplate에서 2^n개의 DNA template로 증폭 할 수 있다.PCR에서 가장 중요한 점은 primer의 제작일 것이다. primer가 붙어야 PCR이 시작되고, primer의 조건에 따라 설정해야 하는 온도도 바뀐다. 때문에, primer를 제작하는 데에 고려해야 할 조건이 몇가지 존재한다. 첫째, 염기서열의 수는 15~30이 적당하다. 둘째, 최적의 G와 C의 비율은 40~60%가 적절하다. 셋째, primer가 안정적으로 annealing할 수 있도록 3‘ end는 G와 C가 되어야 한다. 넷째, primer의 구조가 변성될 수 있으므로 염기서열의 반복이 되면 안된다.(Todd C. Lorenz, 2012) 이러한 조건을 제외하고도 더 많은 조건들이 존재하며 성공적인 PCR을 위해서는 필수적인 과정이다.이러한 과정들은 일반적인 물에서 일어나는 것이 아니다. enzyme이 잘 작용할 수 있는 pH, 여러 요인들의 농도 등을 잘 맞춰줘야 이 잘 진행될 수 있도록 도와주는 것이 buffer이다. 이에는 pH를 적절하게 맞추어주는 tris-HCl, 효소의 활성을 높여주는 cofactor인 Mg, ammonium sulfate, BSA 등이 들어있다. (Todd C. Lorenz, 2012)이렇게 PCR을 해 원하는 DNA template를 증폭하였다고 하여 눈으로 볼 수 있는 것이 아니다. 이를 볼 수 있는 장치가 필요한데, 그것이 바로 전기영동이다. 전기영동이란 생체분자들이 전하를 띠고 있다는 것을 알고 그것을 이용해 생체분자들을 이동시켜 속도 차이로 분자들을 분리하는 방법을 말한다. 이때 DNA migration rate 수 있게 된다. 전기영동에서는 Agarose, polyacrylamaide 등을 사용하는데, 비교적 분자의 크기가 큰 DNA는 agarose를 사용해야한다. (NIH, 2024)PCR은 생명과학의 어느 분야에서도 빠질 수 없는 매우 중요한 실험기법이다. PCR을 통해 단백질 발현 정도를 확인해 각 단백질의 기능을 알 수도 있고, 특정 서열을 PCR하여 분류학에서 사용될 수 도 있다. PCR은 기존에 특정 DNA를 보기 위해 매우 큰 시간을 투자했어야 했던 시절에서 매우 짧은 시간에 엄청난 양의 DNA를 증폭하여 볼 수 있게 되어 생물학계에서 매우 큰 혁명을 불러 일으켰다는 점에서 큰 의의가 있다.재료 및 방법Zebrafish를 마취제가 담긴 petridish에 옮겨준 후 움직임이 없을 때까지 기다려 준다. 움직임이 없어지면 마취된 것으로 판단하고 꼬리 지느러미 끝을 핀셋으로 잡은 후 수술용 가위를 이용하여 지느러미를 약간 자른다. 자른 지느러미를 PCR tube에 옮겨담는다. 이때 너무 많이 잘라 피가나지 않도록 주의하여 시료를 채취한다. 묻어있는 마취제와 물을 제거하고 50mM NaOH를 PCR tube에 30㎕ 넣어준다. 그후 95℃에서 15분간 반응시켜 DNA를 추출한다. 추출한 DNA를 이용하여 시료를 넣어 PCR mixture를 만들어준다. 시료는 10X buffer 2㎕, dNTPs 0.4㎕, Forward primer 1㎕, Reverse primer 1㎕, Taq polymerase 0.1㎕, NFW 14.5㎕ Template 1㎕로 총합 20㎕를 넣어주었다. 제작한 PCR mixture를 PCR기기를 통해 30cycle을 진행해 약 1시간 30분간 PCR을 진행한다. PCR이 끝난 후 결과 확인을 위해 agarose gel에 전기영동 한 후 분석한다.결과WTGFPGFPGFPGFPWTWTWT묶음 개체입니다.Figure. zebrafish의 GFP유전자 형질전환 결과figure 1은 8마리 zebrafish 각각의 DNA를 추출하여 PCR한 뒤 1은 500bp 크기에서의 band가 보이지 않고, 1-2, 2-1, 2-2, 4-2는 500bp 크기에서의 band가 보이고 있다.논의이번 실험은 PCR과정을 정확하게 이해하고 실제로 체화하기 위하여 진행하였다. 실제로 이를 실험에 적용해보기 위해 zebrafish를 GFP 유전자로 형질전환하는 실험을 진행하였다. 이번 실험에서는 GFP를 타겟으로 하여 DNA 절편을 증폭할 수 있는 primer를 사용하여 PCR을 진행하였다. 혈질전환에 성공하여 GFP 유전자가 DNA에 존재한다면 primer가 GFP 유전자의 앞부분에 붙어 증폭시키고 전기영동을 하면 GFP 유전자에 대한 band가 보일 것이다. 반대로 형질전환에 실패하여 GFP 유전자가 DNA 내에 없다면 primer가 붙어 증폭할 자리가 존재 하지 않고 전기영동해도 GFP에 대한 band는 보이지 않을 것이다. 이번 실험결과를 보면 GFP 유전자가 검출되는 band 위치인 500bp에서 1-2, 2-1, 2-2, 4-2는 band가 보이고, 1-1, 3-1, 3-2, 4-1는 band가 보이지 않는다. 즉, 1-2, 2-1, 2-2, 4-2의 zebrafish는 GFP유전자가 형질전환 되었고, 1-1, 3-1, 3-2, 4-1는 GFP가 형질전환 되지 않았다.이번 PCR을 진행할 때 예시로 보여준 primer의 melting temperature(수식입니다.T _{m})는 forward primer는 G 7개, A 4개, T 6개 C 3개로 4(7+3)+2(6+4)=60이고, reverse primer는 G 6개, A 8개, T 2개 C 4개로 4(6+4)+2(8+2)=60이다. 평균값은 60이다. 그러나 이는 염기의 수가 14 이하일 때 적합한 식이며, 15 이상일 때수식입니다.T _{m}은수식입니다.65.9+41 TIMES (G+C의`수-16.4)/(염기의`수)로 구한다. 즉, 이 공식으로 구하면 Forward primer의수식입니다.T _{m}=수식입니다.64.9+41 TIMES (10-16.4)/m}또한 51.78이므로 평균값은 51.78이다. 이 외에도 주변 농도에 따라 공식이 바뀌기도 한다.(다인바이오주식회사, 2016)GFP는 생물에서 형질전환이 잘 되었는가를 확인하기 위해 자주 쓰이는 유전자이다. 이번 실험에서처럼 GFP를 전기영동하여 형질전환이 잘 되었는가를 볼 수도 있지만 GFP가 발현된 유전자는 청색광이나 자외선을 받으면 녹색으로 빛난다는 특징을 가지고 있다. 즉, 잘 발현되었는지 확인하기 어려운 유전자에 GFP유전자를 붙여서 같이 형질전환 시킨 후 자외선을 비추었을 때 녹색으로 빛나는지 아닌지를 통해 원하는 유전자가 잘 들어갔지를 알 수 있다. (동아사이언스)PCR은 유전학과 분자생물학에서 뿐만 아니라 분류학, 발생학, 생리학 등등 생물학에서 쓰이지 않는 곳이 없다. 때문에, 이번 실험에서 PCR의 원리를 이해하고 직접 실험을 진행해보는 것은 매우 기초적인 실험기법이고 다른 분야에서도 잘 사용 할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다.참고문헌NIH(2024), Polymerase chain reaction(PCR), https://www.genome.gov/genetics-glossary/Polymerase-Chain-Reaction(2024.05.15. 인용)QIAGEN, Type of PCR, https://www.qiagen.com/us/knowledge-and-support/knowledge-hub/bench-guide/pcr/introduction/types-of-pcr(2024.05.15. 인용)3.Michael G. Simpson(2010), “식물계통학”, 김영동 신현철 역, 월드사이언스, p. 446-4474. Todd C. Lorenz(2012), Polymerase Chain Reaction: Basic Protocol Plus Troubleshooting and Optimization Strategies4. NIH(2024), Electrophoresis, https://www.genome.gov/genetics-glo

자연과학| 2024.10.12| 4페이지| 2,500원| 조회(102)

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Cell harvest and protein assay

Sample preparation(Cell harvest & protein assay)서론Western blot은 여러 물질의 혼합물에서 단백질을 분리하고 어떤 단백질이 있는지 확인하는 데에 중요한 기술이다. 크게, 전기영동으로 단백질을 분리하고, 막으로 옮기고, 항체를 이용해 어떤 단백질이 있는지 확인하는 3단계로 구성된다.(Tahrin Mahmood and Ping-Chang Yang, 2012) 이번 실험에서는 전기영동으로 단백질을 분리하기 위한 Sample preparation을 진행하였다.Sample preparation은 Cell harvest, protein extraction, protein assay, SDS-page(전처리)의 4가지 과정으로 나눌 수 있다. Cell harvest는 medium에 배양되고 있는 세포를 한곳에 모으는 것을 말한다. Cell은 배양되는 위치에 따라 adherent Cell과 suspension Cell로 나눌 수 있다. adherent cell은 어딘가에 붙어서 배양되는 cell이고 suspension cell은 액체에서 부유하며 배양되는 cell이다. (Vanessa Noel and Mark D Berry, 2022 and Modeline N Longjohn at al., 2022) 이번 실험에서 사용하는 cell은 배지에 붙어있는 adherent cell이다. adherent cell을 harvest하는 과정은 크게 화학적 방법과 물리적 방법으로 2가지가 존재한다. 화학적인 방법은 trysin을 이용하는 방법과 accutase를 이용하는 방법이 있다. trypsin은 대표적인 단백질분해효소인데, cell과 플라스크를 붙어있게 해주는 단백질슷하게 생긴 detergent가 세포막과 반응하여 구멍을 내게 된다. 이로 인해 안의 구성 물질이 밖으로 잘 나올 수 있게된다. (Mohammed Shehadul Islam at al., 2017) 이 이외의 다른 방법들은 잘 쓰이지 않는다. 또한 이러한 lysis buffer를 넣어줌과 동시에 phosphatase/protease inhibitor를 넣어준다. phosphatase와 protease는 각각 탈인산화를 유도하고, 단백질을 분해하는 효소이다. 이는 세포 내에서는 신호전달을 통해 조절되고 있기 때문에 단백질의 기능과 형태가 잘 유지되고 있다. 그러나 세포막이 깨진 후에는 이러한 조절기작이 잘 작동하지 않기 때문에 단백질의 기능과 형태가 망가질 수 있는데, 이를 막기 위해 phosphatase/protease inhibitor를 넣어주는 것이다.(ThermoFisher Scientific)우리가 세포에서 추출한 미지의 시료는 어떤 상태인지에 따라, 어떤 환경에 놓여있었는지에 따라, 단순하게는 배지에서 세포가 얼마나 있었는지에 따라 각각 추출한 총 단백질의 양이 다를 수 있다. 그러나 문제는 우리가 연구하길 원하는 특정한 단백질이 어느 정도 양이 있는지 알고자 할 때는 이러한 단백질의 총량이 큰 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 세포의 상태에 따라 발현량이 달라지는 단백질 P가 있다고 가정하자. 세포 A에서 단백질 P가 20이 나오고 세포 B에서 10이 나왔다면 겉으로 보기에는 세포 A가 발현량이 더 많을 수도 있겠지만 만약 세포 A 시료의 단백질 총량이 100이고, 세포 B 시료는 50이었다면 두 단백질의 상대적인 양은 같다 즉, 단순한 양을 보기 위해서가 아닌, 단백질의 상대적인 양을 측정하기 위해 단백질의 총량을 맞춰주는 작업을 하는데, 이를 protein assay라 한다. 시료에 들어있는 단백질의 총량을 알기 위한 방법은 coomassie blue를 이용한 방법, lowry를 이용한 방법, bicinchoninic acid를 이용한 방법 등 마지막으로 SDS-page의 전처리 과정은 단백질들을 더 쉽게 구분할 수 있도록 하기 위해 진행하는 과정이다. 단백질은 3차 구조 더 크게는 4차 구조로 엉키고 서로 얽혀있는데 이를 풀어주어 일자로 펴주면 전기영동에서 단백질의 모양에 상관없이 분쟈량만으로 밴드의 위치가 바뀌기 때문에 각각 어떤 단백질인지 구분하기 쉬워진다. 이때 사용하는 시약은 여러 종류가 있지만 이번 실험에서 사용하는 시약은 4X sample buffer이다. 이 시약에는 TrisHCl, SDS(sodium dodecyl sulfate), Glycerol, β-mercaptoethanol, bromophenol blue등이 들어가는데 각각, 완충효과, 단백질의 전하를 모두 음전하로 바꾸어 선형으로 만들어주는 역할, 점단백질의 안정화, Disulfide bond 제거. 형광물질로 작용해 밴드의 위치확인의 역할을 한다. 후에 95℃에서 끓여주면 단백질의 구조가 모두 풀리게 된다.(Bio-chae)이번 실험의 목적은 western blot을 진행하기 전 어떻게 cell preparation을 진행하는지 세부적인 원리를 알고 직접 실험에 적용하여 체화하는 데에 있다.재료 및 방법Cell harvest실험은 WI38(human lung fibroblast) PDL27(Proliferating)과 PDL42(Senescent)을 이용하여 진행하였다. 우선 배양한 세포를 1X DPBS로 wash해준다. Cell harvest는 물리적인 방법인 scrapper로 플라스크를 직접 긁어내는 방식으로 진행하였다. 긁어내어 나온 액체를 e-tube에 옮겨 담는다.Protein extraction세포를 한데 모으기 위해 옮겨 담은 액체를 4℃ 8,000rpm으로 1분간 원심분리해주고, 그 후 상층액을 제거해준다. lysis buffer와 phosphatase/protease inhibitor(100X)를 섞은 용액을 180㎕넣고 voltexing과 spin down을 해준다. 이를 통해 세포막을 부숨으로써 세포 속n assay를 진행했다. 그 후 가장 단백질의 양이 적은 샘플에 농도를 맞춰주기 위해 DPBS를 추가적으로 계산하여 넣어주었다.Sample preparation정량 120㎕를 만들어주고 단백질이 전체적으로 음전하를 띠게 하기 위해 4X sample buffer를 30㎕씩 넣어주었다. voltexing과 spin down을 해주고 95℃에서 5분간 boiling해주어 단백질을 1차 구조로 만들어준 후 이 시료를 20℃에서 보관해주었다.결과Figure. WI38 PDL27, PDL42의 protein assay 결과WI38 PDL 27, PDL 42concentration(㎍/㎕)1조PDL 270.3818PDL 420.35072조PDL 270.8176PDL 420.68863조PDL 270.3062PDL 420.69314조PDL 270.4574PDL 420.2840Figure 1은 protein assay를 통해 측정한 각 시료 속에 들어있는 protein의 농도이다. 측정된 농도중에서 가장 농도가 낮은 시료는 4조의 PDL42이기 때문에, 모든 시료의 농도를 0.2840으로 맞춰주었어야 했다.Figure. 농도를 맞추고 sample preparation을 하기 위해 넣어준 protein, DPBS, 4X sample buffer의 양con(㎍/㎕)proteinDPBS4X samle bufferPDL 270.306283.5㎕6.5㎕30㎕PDL 420.693136.9㎕53.1㎕30㎕Protein과 DPBS의 합은 90㎕이며 4X sample buffer는 30㎕ 넣어주어 정량 120㎕를 맞춰주었다. 3조의 PDL27, PDL42 각각의 농도를 0.2840으로 맞춰주기 위해 계산식을 사용하여 PDL27은 (0.2840/0.3062)*90=83.5(소수점 둘째 자리에서 반올림)이므로 protein 83.5㎕, DPBS 6.5㎕, 4X sample buffer 30㎕를 넣어 농도를 맞춰주었다. PDL42는 (0.2840/0.6931)*90=36.9(소수점 둘째 자리에서 액이 단백질과 결합하여 흡광도가 변하는 것을 이용하는 방법이다. protein assay는 bradford protein assay를 제외하고도 여러 가지가 있는데. 대표적으로 Alkaline Copper Reduction Assays가 있다. 이 방법은 두 단계로 이루어 진다. 첫 번째 단계에서는 염기성 조건에서 뷰렛반응을 통해 단백질과 반응하여 Cu2+가 Cu+로 환원한다. 이때 단백질과 구리의 복합체가 형성된다. 그 후 두 번째 단계에서 FolinCiocalteu reagent가 이 복합체와 환원하며 반응하여 흡광도에 차이가 만들어져 푸른색을 내게 된다. 단백질이 많을수록 푸른색은 짙어지고 최대 흡광도 750nm까지 변화한다. 이 방법은 방해 요소에 의해서 많은 오류가 생겨 오차가 클 수 있지만 많은 양의 단백질을 측정할 수 있다는 점에서 장점이 있다.(Noble, James E., 2009 and A Alam, 1992) 또한, BCA assay라는 방식도 존재하는데 이는 앞 Alkaline Copper Reduction Assays의 FolinCiocalteu reagent를 Bicinchoninic acid로 바꾸어 사용한다. 이 방법 또한 단백질의 양에 따라 Cu2+가 Cu+로 환원되는 양이 달라지는데, 이 Cu+에 BCA acid가 결합하고 흡광도가 달라져 기본 초록색에서 최대 흡광도 562nm의 보라색까지 변할수 있다. 이 방법은 단백질에 대한 민감도는 늘리고 방해요소에 대해 오류도 적어졌다는 장점이 있다. 이러한 민감도 덕분에 더 적은 양의 단백질도 측정할 수 있다는 장점이 있다.(Noble, James E., 2009 and B.A. Otieno at al., 2015))이러한 실험과정의 원리를 세부적으로 파악하고 더 많은 실험방법들을 공부하면서 어떤 westeren blot상황에서 어떤 cell preparation방식을 사용해야 하는지 공부 할 수 있는 계기가 되었고, 이러한 방법들은 많은 분자생물학실험에서 가장 기초가 되는 실험이라는

자연과학| 2024.10.12| 6페이지| 2,500원| 조회(140)

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충남대 기초글쓰기 기말과제(헬라세포 무단 사용의 원인에 대한 고찰)

헬라세포 무단 사용의 원인에 대한 고찰-무단 사용에 대한 3가지 원인을 중심으로-Ⅰ. 서론헬라세포는 세계 최초의 무한정 배양할 수 있는 인간 세포주로서 1951년 사망한 헨리에타 랙스(Henrietta Lacks)에게서이하 헨리에타로 통일기원하였다. 헨리에타는 흑인 여성으로 자궁경부암으로 인해 병원 생활을 하고 있었던 중이었지만, 결국 암 전이가 급속하게 진행되어 4개월 만에 사망하게 되었다. 그에게서 채취된 조직 일부는 병원 내 조직 배양 연구소 소장 조지 가이(George Gey)1899년 출생, 1970년 사망하였으며 존스 홉킨스 병원의 세포 생물학자였다. 헬라세포를 최초로 배양하고 전파하여 암 생물학의 발전에 큰 기여를 했다는 공로로 1954년 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center에서 Katherine Burken Judd Award를 수상하는 등의 영예를 안았다.에게 전해져 배양하기 시작했다. 아무리 사람의 몸속에서 분열 능력이 좋은 암세포라 하더라도 채취하여 외부로 꺼내면 며칠 이내에 죽어버리기 십상이었기 때문에 그 당시에는 마땅히 이렇다 할 인간 배양세포가 존재하지 않았다. 그러나 헨리에타에게서 채취된 세포는 배양되는 환경만 일치한다면 수천, 수만 번 분열해도 죽지 않았다. 이는 가히 혁신적인 일이었으며 세계 최초의 인간 배양세포가 만들어지는 순간이었다.송미경. ‘인류를 구한 불멸의 세포, 헬라’, 93, “나침반 36.5도”, 2021, p.104-107.헬라세포는 그 후 수많은 연구자에 의해 사용되었으며 질병 치료의 열쇠가 되어주기도 하고 인간이라는 생명체에 대해 더 잘 알 수 있게 되는 계기가 될 수 있었다. 실제로 현재 헬라세포와 관련된 하기 위해 찾아왔을 때에서야 알게 되었다.최서은, ‘인류를 구한 ‘불멸의 세포’ 주인, 72년 만에야 보상받다‘, “경향신문“, https://m.khan.co.kr/world/world-general/article/20*************#c2b”(검색일 : 2023.11.17.)이는 생명 윤리상에서 크게 어긋나는 일이었기 때문에 사회적으로 큰 파장이 되었으며 학자들은 이러한 무단 사용의 가장 큰 원인을 인종차별이라고 결론지었다. 이처럼 헬라세포의 무단 사용은 흔히 가장 큰 원인으로 인종차별이라고 널리 알려 있지만 필자는 더 많은 원인이 있을 것으로 판단하여 이 글을 쓰게 되었다.필자가 판단하는 무단 사용원인은 첫째, 헨리에타가 흑인이었던 문제, 즉 인종차별 문제, 둘째, 과학기술의 발전이 더뎠던 문제, 마지막으로는 사람들의 인식 문제이다. 본 글은 위의 3가지의 원인을 중심으로 방향성을 나아갈 것이고, 그중 가장 중요하게 작용했던 원인이 무엇이었을지 판단해보는 시간을 가져볼 것이다. 이는 과거의 사건에 연연하는 것이 아닌 현재도 지속적으로 일어나고 있는 생명윤리 문제에 대하여 경각심을 가지고 다시 한번 더 돌아볼 수 있게 만드는 계기가 될 것이라고 기대한다.Ⅱ. 본론인종차별 문제헨리에타의 암세포가 무단으로 연구에 사용되기 시작한 1950년대는 전 세계적으로 흑인의 인권이 제대로 잡히지 않았던 시대였다. 그녀가 살던 나라인 미국에서도 1865년 법적으로 노예제도가 폐지된 지 백 년도 되지 않은 시기여서 인종차별적인 인식이 가시지 않은 상황이었기에 기본적인 인권조차 제대로 갖추어지지 않은 상태였다.김민아, ‘1865년 미국 노예제도 폐지’, “경향신문”, https://m.khan.co.kr/people/people-general/article/*************45#c2b(검색일 : 2023.11.18)또한 1930년대 대공황으로 인한 미국 전체 실업률은 33퍼센트였으나, 백인보다 큰 타격을 받았던 흑인은 실업률이 50%가 넘어가농업인구가 대부분이었아 피실험자로 끌려가는 일도 부지기수였다.가장 대표적인 흑인생체실험 사건은 터스키기 매독 생체실험 사건이다. 이는 1932년부터 1972년까지 미 연방정부 산하 공중보건국이 앨라배마 주 메이콘 카운티의 터스키기 지역 주민 가운데 25세에서 60세의 흑인 남성 600명을 대상으로 벌인 관찰 실험이다. 매독에 걸린 사람이 일상생활을 계속할 경우, 겪을 수 있는 증상과 합병증을 조사하기 위한 실험이었기 때문에, 병에 대한 정보도, 치료제도 주지 않은 채 실험을 40년째 지속했다. 피실험자들은 가난하여 매독을 치료할 수 없는 와중에 치료해준다는 실험자의 말에 속아 피실험자가 되었다.박진빈, ‘터스키기 실험 사건의 역사적 기원(미국 공중보건의 딜레마)’, “Korean J Med Hist”, 제26권 제3호, 대한의사학회, 2017, p.545-546이 실험으로 7명이 매독으로, 154명은 관련 합병증으로 사망했다.이영섭, ‘미 흑인사회의 '백신불신'…인종차별 인체실험 역사의 폐해’, “연합뉴스”, https://www.yna.co.kr/view/AKR2*************009(검색일 : 2023,11,20)피해자들은 보상받기는 했지만, 실험을 진행한 가해자들은 단 한 명도 처벌받지 않았다.서이종, ‘미국 터스키기 매독연구의 생명윤리 논란과 그 영향’, “사회와역사”, v.83, 한국사회사학회, p.188흑인만을 실험 대상에 포함한 것에서 이는 분명하게 흑인에 대한 인종차별이었으며 실험을 진행한 기관이 미 연방정부 산하의 공중보건국이라는 것에서 큰 논란을 주었던 사건이었다. 1972년까지 진행되었던 실험이었기 때문에, 헨리에타가 살아있었던 1950년대에서도 흑인을 이용한 실험은 어찌 보면 그리 크게 놀라운 일은 아니었을지도 모른다. 이 외에도 1900년대 흑인을 대상으로 했던 생체실험은 겨자가스 생체실험, 프랑스의 아프리카 식민지 생체실험 등이 존재한다. 헨리에타 또한 흑인이었기 때문에, 이러한 사회적인 상황을 피해 갈 수 없었을 가능성이 크다.2. 과학기술의 한8&cid=60261&categoryId=60261(검색일 : 2023.11.20)임의로 연구자가 원하는 세포를 분리하여 연구에 사용할 수 있고, 실제 살아있는 생물체에서는 쉽게 볼 수 없었던 다양한 현상들을 볼 수 있게 만들어 준다. 또한, 배양을 하게 되며 만들어진 여러 세포는 모두 같은 유전정보를 가지고 있으므로 후에 같거나 비슷한 유형의 실험을 할 때 용이하다.하지만 세포배양도 큰 단점을 가지고 있는데, 바로 배양 자체가 어렵다는 것이다. 현재도 세포배양은 어떤 세포인지에 따라, 어떤 실험을 하냐에 따라 배양하는 환경이 천차만별로 달라지고 조건을 조금만 잘못 맞추어도 쉽게 세포가 죽어버릴 수 있다. 또한, 일반적인 세포주생체 밖에서 계속적으로 배양이 가능한 세포 집합을 의미한다.는 증식에 한계가 있기까지 하다.헤이플릭 한계. 세포가 일정 세포 분열 횟수를 넘어서면 세포분열을 멈추는 것을 말한다.영구적으로 분열하는 세포주들이 있기는 하지만 수가 그리 많지는 않다. 특히 인간 세포주라면 그 수는 더욱 적어진다. 이처럼 현대에도 세포배양에 큰 어려움을 겪고 있는 상황에서 헨리에타가 살던 1950년대에서의 인간세포주는 꿈의 재료였을 것이다.이러한 상황에서 헬라세포라는 엄청난 보물이 튀어나오게 되었다. 헬라세포는 배양 환경만 맞추어 준다면 영구적으로 분열할 수 있었던 것이다. 인간 세포주가 없어 세포생물학의 발전에 있었던 큰 장애물이 없어지는 것이며 이를 통해 발전해 나갈 수 있는 분야는 무궁무진했다. 실제로 현재 헬라세포를 통해 과학계에 끼친 영향은 의학, 의약, 기초과학 등등 엄청나다. 이러한 발견을 단순히 생명윤리를 운운하면서 포기하기란 쉽지 않았을 것이다. 즉, 헬라세포가 생명윤리에 어긋나는 것을 인지하면서도 그 당시에 그것이 담고 있는 가치는 실로 엄청났기 때문에 포기하지 못했을 가능성이 크다고 판단했다.3. 법률문제현재 인간 세포주를 개발하고 사용하는 것은 실존했던 사람의 세포를 사용하는 것이기 때문에 매우 조심할 수밖에 없는 사항이다. 때문에, 현재위험성이 없다는 것이 충분히 입증되어야 하는 복잡한 과정을 거친다.‘임상시험 정보’, “의약품안전나라(의약품통합정보시스템)”, https://nedrug.mfds.go.kr/cntnts/13(검색일 : 2023.11.24.)이처럼 현재는 인간에 대한 실험은 매우 엄격하게 규제되고 있는 추세이다. 그러나 과거에는 이러한 법적 장치가 없었기에 인간 또한 과학의 발전을 위한 재료에 불과하다는 인식이 널리 퍼져있었다.생명윤리에 대한 최초의 논의는 1947년 발표된 10개의 조항으로 이루어진 뉘른베르크 강령(Nuremberg Code)이다. 이는 2차 세계 대전 중에 나치 독일의 연구자들이 포로들에 대해 여러 비윤리적인 인체 실험한 것을 반성하는 의미로 발표된 것이다.손영화, ‘생명윤리와 연구대상자 보호’, “법과정책연구”, 한국법정책학회, 2023, vol.23, no.1, pp. 189-191최초로 생명윤리를 논의했다는 것에서 큰 의의가 있지만, 반대로 생각해보면 강령의 발표 이전에는 생명윤리를 어긴 것에 대해 처벌을 줄 수 있는 별다른 장치가 존재하지 않았다는 것이다. 때문에, 강령이 발표되기 전에는 피실험자의 동의 없이 진행된 잔인한 인체실험이 반복적으로 이루어졌었다. 또한 뉘른베르크 강령은 이름대로 ‘윤리강령’이기 때문에 법적인 강제성이 없어과학기술부, ‘과학기술인 윤리강령 제정·선포’, “대한민국 정책브리핑”, https://www.korea.kr/news/policyNewsView.do?newsId=148622880(검색일 : 2023.11.24.)강령이 발표된 이후에도 비윤리적인 인체실험이 빈번하게 일어났었다.헬라세포가 처음 채취된 1951년은 이러한 생명윤리 법률의 과도기였기 때문에 규제 원칙이 매우 불안정했을 것이다. 더군다나 뉘른베르크 강령은 법률이 아니고 윤리강령이기 때문에, 강제성도 없고, 발표된 지 5년 채도 지나지도 않아 그 효력이 세계 곳곳에 퍼지기에는 역부족이었을 것이다. 1964년 뉘른베르크 강령보다 더 광범위하고 상세한 국제지침인 헬싱다.

독후감/창작| 2024.10.12| 5페이지| 5,000원| 조회(104)

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