16.10: 실험용 RNAi

RNA 간섭(RNAi)은 전사를 억제하거나 RNA 분해 과정을 활성화하여 유전자 발현을 억제하는 세포 메커니즘입니다. 이 메커니즘은 1998년 앤드류 파이어(Andrew Fire)와 크레이그 멜로(Craig Mello)에 의해 식물에서 발견되었습니다. 오늘날에는 원생동물, 파리, 선충류, 곤충, 기생충 및 포유류를 포함한 거의 모든 진핵생물에서 관찰됩니다. 유전자 침묵의 이 정밀한 세포 메커니즘은 유기체를 유전적으로 변형하지 않고 여러 유전자의 기능을 식별하고 결정하는 효율적인 방법을 제공하는 기술로 개발되었습니다.

RNAi의 응용

RNAi는 유전자 기능을 분석하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, RNAi 기술은 예쁜꼬마선충의 염색체 I 및 III을 스크리닝하는 데 도움이 되었으며 세포 분열 및 배아 발달에 관여하는 유전자를 식별하는 데 도움이 되었습니다. 이 기술은 또한 배아 발달, 생화학적 신호 캐스케이드 및 기타 기본적인 세포 과정에서 필수적인 역할을 하는 유전자를 식별하기 위해 Drosophila melanogaster에 성공적으로 적용되었습니다. 커피 식물에서 테오브로민 합성효소를 생산하는 유전자는 RNA 구조체를 사용하여 제거되어 카페인이 없는 커피 식물을 생성했습니다. 연구에 따르면 작은 간섭 RNA(siRNA)는 배양된 인간 세포주에서 인간 면역결핍 바이러스, B형 간염 바이러스 및 소아마비 바이러스로 인한 감염을 억제할 수 있습니다. 연구진은 또한 유아와 신생아에게 심각한 호흡기 질환을 일으키는 원인이 되는 호흡기 세포융합 바이러스가 발현하는 유전자를 성공적으로 무너뜨렸다.

기존 유전자 knockout에 비해 RNAi의 장점

RNAi 기술을 발견하기 전에는 게놈에서 관심 유전자를 knockout하고 표현형 변화를 관찰하여 유전자 기능을 분석했습니다. 유전자 녹아웃(gene knockout)은 비가역적 방법인 반면, RNAi는 게놈에서 단백질을 암호화하는 유전자를 대규모로 침묵시키는 가역적 방법입니다. 또한, 단일 뉴클레오티드 변이에도 유전자를 차등적으로 침묵시킬 수 있는 정밀한 기술입니다. 따라서 일부 종양 유전자와 같은 우성 돌연변이를 표적으로 삼는 데 도움이 될 수 있습니다. 더욱이, RNAi 기술은 효과기 분자가 이전 방법에 사용된 올리고뉴클레오티드 또는 리보자임에 비해 낮은 농도에서 기능하기 때문에 매우 강력합니다.