Morpholino 매개 유전자 편집: 단세포 동굴물고기 알에서 번역 차단 모르폴리노 올리고뉴클레오티드를 사용한 유전자 녹다운 기술

모르폴리노는 짧고 단일 가닥으로 재설계된 올리고뉴클레오티드로, 천연 뉴클레오티드와 비교하여 인산염 골격과 당 구조에 차이가 있습니다. 이러한 특징은 생리학적 pH에서 morpholinos의 안정성을 향상시킵니다. 이러한 변이에도 불구하고, 모르폴리노는 표준 핵염기를 함유하고 있으며, 이는 원하는 표적 유전자의 특정 mRNA 염기서열에 상보적인 올리고뉴클레오티드를 설계하는 데 도움이 됩니다.

morpholino에 의한 유전자 편집을 수행하려면 먼저 아가로스 주입 플레이트의 웰 내부에 배치된 단세포 동굴 물고기 알을 채취합니다. 반투명하고 둥근 달걀을 시각화하여 난황낭(난황 주머니)을 찾습니다.

설계된 모르폴리노가 함유된 용액으로 미리 채워진 미세주사 바늘을 예로 들어 보겠습니다. 용액을 달걀 노른자에 직접 주입하여 모르폴리노가 세포 세포질로 들어가도록 합니다. 세포 내부에서 표적 유전자는 세포질로 운반되는 mRNA를 형성합니다.

세포질 내에서 주입된 morpholino는 내인성 개시 부위에서 상보적 표적 mRNA 전사체와 혼성화하고 그 너머로 확장됩니다. 이 과정은 리보솜의 더 큰 소단위체와 일부 특정 단백질과 복합체를 이룬 작은 리보솜 소단위체로 구성된 초기 번역 개시 복합체의 결합을 차단합니다.

그 후, 번역 시작 복합체(translation initiation complex)의 진행이 입체적으로 방해를 받아 mRNA가 단백질로 번역되는 것을 중단합니다. 마지막으로, 표적 단백질 농도는 morpholinos에 의한 번역 차단으로 인해 감소합니다.