삽입성 돌연변이 유발

Insertional mutagenesis

분자생물학에서 삽입성 돌연변이는 하나 이상의 염기쌍을 추가하여 DNA의 돌연변이를 만들어내는 것이다.이러한 삽입적 돌연변이는 바이러스나 트랜스폰에 의해 매개되거나 연구소에서 연구 목적으로 인공적으로 생성될 수 있다.null

서명 태그가 지정된 돌연변이 유발

주요기사 : 서명태그 돌연변이 유발

이것은 유전자의 기능을 연구하는데 사용되는 기술이다.Drosophila 멜라노가스터의 P 요소와 같은 트랜스포존은 연구 중인 유기체의 게놈에서 임의의 위치에 통합될 수 있다.그런 다음 이 방법에 의해 생성된 돌연변이들은 특이한 표현형태를 검사한다.만약 그러한 표현형이 발견된다면, 삽입으로 인해 일반적인 표현형과 관련된 유전자가 비활성화된 것으로 가정할 수 있다.트랜스포존의 염기서열이 알려져 있기 때문에 전체 게놈을 염기서열로 염기서열로 염기서열 분석하거나 그 유전자를 구체적으로 증폭시키기 위해 중합효소 연쇄반응을 이용하여 유전자를 식별할 수 있다.null

바이러스 삽입 돌연변이 유발

많은 바이러스가 복제를 위해 자신의 게놈을 숙주세포의 게놈에 통합하기 때문에 바이러스 감염에 의한 돌연변이 유발은 상당히 흔한 일이다.그러나 모든 통합 바이러스가 삽입성 돌연변이 유발은 아니다.null

어떤 DNA 삽입은 눈에 띄는 돌연변이를 일으키지 않을 것이다.최근 유전자 치료 실험에서 치료용 DNA를 삽입하는 데 사용된 렌티바이러스 벡터는 유전자 기능을 방해하거나 종양 발달을 촉진하는 경향을 보이지 않았다.[1][2]이러한 발전들 때문에, 이제는 유전자 치료에 그러한 통합 벡터를 사용하는 것이 안전하다고 여겨지고 있다.이점은 렌티바이러스 벡터가 DNA를 영구적으로 통합하는 반면, 다른 비통합형 바이러스의 효과는 일시적이라는 것이다.유전적으로 불리한 위치에 DNA를 통합하는 경향이 있는 가마레트로바이러스와 같은 바이러스의 경우, 뒤이은 돌연변이의 심각성은 전적으로 바이러스 DNA가 삽입되는 숙주의 게놈 내의 위치에 달려 있다.DNA가 필수유전자 중간에 삽입되면 세포에 미치는 영향은 극심할 것이다.또한, 유전자의 촉진자 영역에 삽입하는 것은 똑같이 급격한 효과를 가져올 수 있다.마찬가지로, 바이러스성 DNA를 압착기에 삽입할 경우, 촉진자의 해당 유전자가 과도하게 발현되어 제품의 과잉과 세포 활동의 변형으로 이어질 수 있다.만약 DNA가 유전자의 증진제 부위에 삽입된다면, 유전자는 충분히 표현되지 않을 수 있고, 이것은 그 제품의 상대적인 부재로 이어져 세포의 활동을 현저하게 방해할 수 있다.null

다른 유전자의 변화는 세포에 다양한 영향을 미칠 것이다.모든 돌연변이가 세포의 증식에 크게 영향을 미치지는 않을 것이다.그러나 세포 복제나 프로그램된 세포 사멸에 관여하는 필수 유전자 또는 유전자에 삽입이 발생하는 경우, 삽입은 세포의 생존 가능성을 떨어뜨리거나 세포의 중간 복제를 유발할 수 있다. 이는 종양이 형성되어 암이 될 수 있다.null

삽입성 돌연변이 유발은 바이러스가 유전자 치료에서 흔히 사용되는 자가 활성화 유형인지 아니면 복제할 수 있는 능력이 있는 유형인지에 상관없이 가능하다.이 바이러스는 보통 세포 micc(c-myc)gene 근처에 유전자를 삽입한다.c-myc 유전자는 보통 세포에서 꺼지지만, 이 유전자를 켜면 세포 주기의 G1 단계로 세포를 밀어넣어 세포 복제를 시작할 수 있게 되어, 바이러스 유전자가 복제되도록 하는 동시에 억제되지 않은 세포 증식을 일으킨다.바이러스 유전자가 잠재 종양을 유지하는 많은 복제 후에 성장하기 시작한다.이러한 종양은 일반적으로 하나의 돌연변이/변환된 세포(원점에서 클론)에서 파생된다.조류 백혈병 바이러스는 삽입성 돌연변이 유발에 의해 질병을 일으키는 바이러스의 예다.새로 부화한 병아리들이 조류 백혈병 바이러스에 감염된 병아리들이 종양을 형성하기 시작할 것이다.이 바이러스 유전자 삽입은 c-myc 유전자의 발현을 유도하기 때문에 프로모터 삽입으로도 알려져 있다.인간 게놈의 역트랜스포존에 의해 생긴 삽입성 돌연변이 유발 사건의 예가 있는데 후쿠야마형 근위축증을 일으킨다.[3]null

삽입 비활성화

삽입불활성화는 유전자 발현을 무력화하기 위해 플라스미드(pBR322 등)[4]를 사용하는 재조합 DNA 공학에 사용되는 기법이다.[5]null

DNA의 파편을 코딩 시퀀스의 중간에 삽입하여 유전자의 비활성화.비활성화된 유전자의 어떤 미래 생산품도 여기에 추가된 추가 코드 때문에 작동하지 않을 것이다.암피실린과 테트라사이클린 항생제에 내성을 부여하는 폴리펩타이드 인코딩 유전자를 각각 가진 pBR322의 사용이 그 예다.따라서 pBR322의 통합으로 유전적 영역이 방해를 받으면 유전자 기능은 상실되지만 새로운 유전자 기능(특정 항생제에 대한 내성)이 얻어진다.null

암의 원인이 되는 유전자를 찾기 위해 척추동물에게 삽입성 돌연변이 유발의 대체 전략이 사용되어 왔다.이 경우, 예를 들어 '수면 미녀'와 같은 트랜스포존은 유전자를 최대한의 유전적 대혼란을 일으킬 수 있는 방식으로 유전자를 방해하도록 설계된다.특히 트랜스포존은 삽입 부위에서 중단된 유전자의 발현을 잘라낸 다음 두 번째 잘린 유전자의 발현을 다시 시작하라는 신호를 포함하고 있다.이 방법은 종양 유전자를 식별하기 위해 사용되어 왔다.[6][7]null

참고 항목

참조

  1. ^ Biffi A, 외 연구진, 렌티바이러스 조혈모세포 유전자 치료 혜택은 메타크롬 백혈구증후군에 속한다.과학이요.2013년 8월 23일;341(6148):1233158.
  2. ^ 아이우티 A, 외위스코트알드리치 증후군 환자들의 렌티바이러스 조혈모세포 유전자 치료.과학이요.2013년 8월 23일;341(6148):1233151
  3. ^ "Retroviruses". Archived from the original on May 4, 2015.
  4. ^ "Recombinant DNA". Archived from the original on 2012-08-05. Retrieved 2010-04-11.
  5. ^ "Insertional inactivation". Archived from the original on 2009-02-18. Retrieved 2010-04-11.
  6. ^ Carlson CM, Largaespada DA (July 2005). "Insertional mutagenesis in mice: new perspectives and tools". Nat. Rev. Genet. 6 (7): 568–80. doi:10.1038/nrg1638. PMID 15995698. S2CID 3194633.
  7. ^ Ivics Z, Izsvák Z (2004). "Transposable elements for transgenesis and insertional mutagenesis in vertebrates: a contemporary review of experimental strategies". Mobile Genetic Elements. Methods Mol. Biol. Vol. 260. pp. 255–76. doi:10.1385/1-59259-755-6:255. ISBN 1-59259-755-6. PMID 15020812.

외부 링크