유전질환 ; 형질전환 및 돌연변이 생쥐

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유전질환 ; 형질전환 및 돌연변이 생쥐

작성자 닥터코리아 조회수 4090

【 형질전환 및 돌연변이 생쥐 】


인간과 생쥐에 있어서 유전인자의 구조와 기능은 비슷해서 쥐에 대한 연구는 인간의 질병에 대한 인식을 제공할 수 있다.

형질전환 생쥐는 클로닝된 DNA 서열을 생쥐의 수정된 난자내의 남성 전핵(male pronucleus)에 미세주입(microinjection)하는 과정을 통해서 이루어진다.

 


DNA가 주입된 세포의 일부에서 주입된 DNA는 쥐의 염색체 DNA로 들어가게 된다.


형질전환 DNA는 동물에서 발현될 수 있으며, 생식세포에 전달되어 일련의 형질전환된 자손을 얻을 수 있게 된다.

외부 DNA가 들어가는 각 부위는 마치 하나의 멘델형질처럼 작용하고, 동형 혹은 이형접합 동물들을 얻을 수 있다.

형질전환 동물들은 특히 조직 특이적으로 그리고 시기적으로 유전인자의 발현을 조절하는 cis-acting 조절(regulatory) DNA 염기 서열을 연구하는데 유용하다.


조절 염기서열은 쉽게 감지할 수 있는 산물을 만드는 reporter 유전인자에 붙어 있다.


형질전환 방법은 동물에서 암을 일으키는 바이러스성 혹은 세포성 암유전인자를 넣어 줄 때도 이용된다.

 

조직 특이적인 조절 서열을 특정한 세포형에서 암을 유발시키는 SV4O T 항원에 붙일 수 있다.

다른 형질전환 쥐를 이용한 전략은 조절서열을 독소(toxin)에 붙이는 것이데, 그 서열을 발현하는 세포를 선택적으로 죽일 수 있다.

Diphtheria toxin에 insulin의 조절부위를 붙이면 췌장의 β세포가 선택적으로 없는 쥐를 만들 수 있다.

형질전환 DNA의 삽입이 무작위적으로 일어나기 때문에, 정상 쥐 유전인자의 파괴는 어느 정도 일어난다.
쥐에 무작위적인 삽입 돌연변이를 일으킬 목적으로 retrovirus를 쥐의 배아세포(embryonic cell)에 감염시킬 수 있다.

돌연변이 형질은 이형접합체나 동형접합체 자손에서 찾을 수 있으며, 이형접합체인 경우에 경미하다거나 동형접합체에서 치사된다 하는 것도 확인할 수 있다.

클로닝된 DNA는 문제가 있는 유전인자 위에 삽입되기 때문에 돌연변이 형질과 관련된 유전인자를 클로닝할 수 있다. 그래서 많은 새로운 돌연변이를 확인하여 그것과 관련된 유전인자를 클로닝하는 것이 가능하다.

생쥐의 embryonic stem cell(ES cell)에 상동재조합(homologous recombination)기술
; ES 세포는 발생능력을 갖고 있는 세포로(totipotent cell)로 배양상태에서 조작되어 다시 쥐의 배아 내로 넣어 줄 수 있다.

ES 세포에서 상동재조합을 이용함으로써, 목적되는 특정한 하나의 유전인자를 불활성화(knockout) 시키거나 미세한 돌연변이를 일으키는 것이 가능하다. 변화된 ES 세포를 포배(blastocyst)에 넣으면 ES 세포배양에서 얻은 돌연변이 세포들을 부분적으로 갖게 되는 카이메라(chimeric animal)을 만들게 된다.

유전적으로 변화된 세포는 보통 카이메라의 생식세포에서 나타나며, 동형 접합체 혹은 이형접합체를 연구하기 위한 돌연변이 종을 얻을 수 있으며 번식시킬 수도 있다.

Retinoblastoma, p53 암유전자 결실(Li Fraumeni familial cancer syndrome), cystic fibrosis, Lesch-Nyhan 증후군, Gaucher's disease, apolipoprotein 결핍 등을 포함한 많은 인간의 유전성질환에 대한 생쥐 모델의 개발을 위한 기술들이 제공되어져 왔다.

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