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유전자를 표적으로 하는 인공아연핑거 단백질의 창제

전문가 제언: ○ C2H2형 아연핑거는 DNA와 결합하는 대표적인 모티브로 생물학적 중요성뿐만 아니라 인공적으로 설계된 아연핑거 단백질이 새로운 유전자 표적의 핵심적인 역할을 담당할 수 있는 가능성에 주목의 대상이 되고 있다.

○ C2H2형 아연핑거 모티브는 약 30개의 아미노산 잔기로 되어 있으며 2개의 시스틴(C)와 히스티딘(H) 잔기에 아연이 배위되므로 조밀한 구형의 구조를 형성하며 DNA와 결합하는 능력을 가지고 있는데 DNA와 결합 특징은 α-헬릭스 상의 특정한 아미노산 잔기를 사이에 두고 1개의 핑거 당 3~4개의 DNA 염기를 인식하며 또 복수의 모티브가 연속되는 DNA 배열에 결합하는 특성을 가지고 있으며 DNA 인식에 직접 관여하는 아미노산 잔기를 바꿔줌으로서 임의의 표적 DNA 배열에 대응되는 아연핑거 모티브의 창제에 관련된 연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다.

○ 본고의 필자는 모티브를 연결하여 결합 DNA의 영역을 확장할 수 있음을 보고한 바 있는데 이러한 시도에 의해 다양한 길이와 배열을 갖는 DNA에 대응하는 아연핑거 단백질을 창제할 수 되었다. 본고는 이러한 새로운 인공 아연핑거를 창제하는 방법에 대해 소개하고 있다.

○ 다양한 길이와 다양한 염기배열에 결합할 수 있는 아연핑거 단백질의 설계가 가능해졌는데 아연핑거 도메인은 독립한 DNA 결합 도메인이기 때문에 다양한 기능도메인(전사활성화, 억제화, DNA의 절단 등)과 융합함으로서 DNA 배열 선택적인 기능성 인공 단백질을 설계할 수 있다. 아연핑거 전사인자에 의한 유전자의 제어나 아연핑거형 뉴클레오제를 사용하는 변이유전자의 정상배열화 등의 의학방면으로의 응용이 크게 기대된다.

○ 높은 배열 선택성과 다양한 기능성을 가진 인공 아연핑거 단백질은 유전자 해석에 실마리를 제공해 줄 뿐 아니라 난치병이라고 알려진 분자병에 대한 새로운 유전자 치료법 등 다양한 분야의 응용이 기대되므로 우리나라에서도 이 분야의 연구가 활성화되기를 기대한다.

저자: Miki Imanishi
자료유형: 학술정보