원활한 연구, 개발 및 제조를 위한 형질전환 시약

과학자들은 진핵세포의 유전자 발현을 조절하는 강력한 기법인 형질전환에 의존합니다. 형질전환은 대학이나 연구소의 연구자들부터 생명공학 또는 제약 회사의 엔지니어들까지 다양한 분야에서 활용됩니다.

형질전환은 외래 핵산이 세포막을 우회하여 세포 내부로 들어갈 수 있게 하는 과정입니다. 일반적으로 사용되는 외래 핵산은 플라스미드 DNA, RNA, siRNA, 올리고뉴클레오타이드입니다. 세포 내로 전달되면, 핵산은 관심 유전자의 과발현이나 억제를 통해 유전자 발현을 조절합니다.

유전자 과발현은 여러 응용 분야에서 필수적인 도구입니다. 관심 유전자의 역할 이해(유전자 연구, 고처리량 스크리닝)부터 항체와 같은 생물학적 제제 생산(단백질 생산), 특히 치료 목적의 재조합 바이러스 입자 생산(바이러스 생산을 위한 유전자 및 세포 치료)까지 다양하게 활용됩니다.

유전자 억제는 관심 유전자의 발현을 방지하는 방법입니다. 유전자 발현을 부분적으로 감소(유전자 노크다운)하거나 완전히 차단(유전자 노크아웃)할 수 있습니다. 어떤 유전자든 잠재적으로 타겟팅할 수 있기 때문에, 유전자 억제는 단일 유전자 질환, 암, 면역치료 전략을 다루는 유전자 기반 치료법을 개발하는 데 널리 사용되는 기술입니다.

핵산의 형질전환은 특정 유전자의 과발현 또는 억제를 통해 일시적 또는 안정적으로 세포를 변형하는 데 사용됩니다. 형질전환을 수행하는 여러 방법이 있으며, 일반적으로 화학적 및 물리적 두 가지 범주로 나뉩니다. 전기천공, 음파천공 또는 미세주입과 같은 여러 물리적 방법이 존재하지만, 이러한 과정은 복잡하고 포유류 세포에 상대적으로 독성이 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 화학적 매개 형질전환은 사용의 용이성, 높은 형질전환 효율성 및 우수한 세포 생존성을 제공하는 훌륭한 대안을 제공합니다. 화학적 형질전환은 일반적으로 음이온성 핵산을 보호할 양이온성 중합체 또는 지질을 사용하여 수행됩니다.

1. 핵산은 다인산 골격으로 인해 음전하를 띠며, 따라서 양전하 시약(중합체 또는 지질)과 상호작용할 수 있습니다. 이로 인해 복합체 또는 나노입자가 형성되어 핵산을 핵산분해효소에 의한 분해로부터 보호합니다.
2. 대부분의 세포는 세포막 외부 표면에 음전하를 띤 헤파란 황산 프로테오글리칸을 발현하며, 이와 양전하를 띤 형질전환 복합체가 상호작용할 수 있습니다. 이러한 상호작용은 엔도사이토시스 과정을 통한 세포 흡수를 유발하는 핵심입니다.
3. 세포 내 흡수 시, 형질주입 복합체는 세포 내 소포에 격리됩니다. 당사의 형질주입 시약은 소포막의 파열 또는 융합을 통해 핵산을 세포질로 방출할 수 있습니다. 대부분의 핵산(올리고뉴클레오티드, siRNA, mRNA 등)은 활성화되는 세포질에 머무릅니다. 유전자 전달의 경우, 플라스미드 DNA는 일시적 발현을 위해 핵으로 운반되며, 이후 게놈 통합을 통해 영구적인 발현으로 전환될 수 있습니다.