원활한 연구, 개발 및 제조를 위한 형질전환 시약

과학자들은 진핵세포에서 유전자 발현을 조절하는 강력한 기술인 형질전환에 의존합니다. 형질전환 기술은 대학이나 연구기관의 연구원부터 생명공학 또는 제약 회사의 엔지니어에 이르기까지 널리 사용될 수 있습니다.

형질전환은 외부 핵산이 세포막을 통과하여 세포 내로 들어가는 과정입니다. 일반적으로 사용되는 외부 핵산으로는 플라스미드 DNA, RNA, siRNA 및 올리고뉴클레오티드가 있습니다. 세포 내로 전달된 핵산은 특정 유전자의 과발현 또는 억제를 유도하여 유전자 발현을 조절합니다.

유전자 과발현은 관심 유전자의 역할 이해(유전자 연구, 고처리량 스크리닝)부터 항체(단백질 생산) 및 재조합 바이러스 입자(유전자 및 세포 치료용 바이러스 생산)와 같은 생물학적 제제 생산에 이르기까지, 특히 치료 목적에 필수적인 도구입니다.

유전자 침묵은 특정 유전자의 발현을 억제하는 방법입니다. 유전자의 발현은 부분적으로 감소시키거나(유전자 억제) 완전히 차단할 수 있습니다(유전자 제거). 모든 유전자를 표적으로 삼을 수 있기 때문에, 유전자 침묵은 단일 유전자 질환, 암, 면역 요법 등에서 유전자 기반 치료법 개발에 널리 사용되는 기술입니다.

핵산 형질전환은 특정 유전자의 과발현 또는 억제를 통해 세포를 일시적 또는 안정적으로 변형시키는 데 사용됩니다. 형질전환에는 여러 가지 방법이 있으며, 크게 화학적 방법과 물리적 방법 두 가지로 나눌 수 있습니다. 전기천공법, 초음파천공법, 미세주입법과 같은 물리적 방법들이 있지만, 이러한 과정들은 복잡하고 포유류 세포에 비교적 독성이 있습니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 화학적 형질전환법이 훌륭한 대안으로 제시되었습니다. 화학적 형질전환법은 사용이 간편하고, 형질전환 효율이 높으며, 세포 생존율이 우수합니다. 화학적 형질전환은 일반적으로 양이온성 고분자 또는 지질을 이용하여 음이온성 핵산을 보호하는 방식으로 수행됩니다.

1. 핵산은 폴리인산 골격 때문에 음전하를 띠고 있으며, 따라서 양전하를 띤 시약(고분자 또는 지질)과 상호작용할 수 있습니다. 이러한 상호작용을 통해 복합체 또는 나노입자가 형성되어 핵산을 뉴클레아제에 의한 분해로부터 보호합니다.
2. 대부분의 세포는 세포막 외부 표면에 음전하를 띤 헤파란 황산 프로테오글리칸을 발현하며, 양전하를 띤 트랜스펙션 복합체가 이 프로테오글리칸과 상호작용할 수 있습니다. 이러한 상호작용은 세포 내 섭취 과정인 엔도사이토시스를 통해 세포 흡수를 유도하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
3. 세포 내로 흡수된 트랜스펙션 복합체는 세포 내 소포에 격리됩니다. 당사의 트랜스펙션 시약은 소포막 파열 또는 융합을 통해 핵산을 세포질로 방출하도록 유도할 수 있습니다. 대부분의 핵산(올리고뉴클레오티드, siRNA, mRNA 등)은 활성을 유지하며 세포질에 남아 있습니다. 유전자 전달의 경우, 플라스미드 DNA는 일시적인 발현을 위해 핵으로 이동하며, 이후 게놈에 통합되어 영구적인 발현(안정적 발현)으로 이어질 수 있습니다.