| 중국농업과학원, 최초로 RNA 템플릿을 통한 식물 상동재조합 복구 달성 | ||
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 최근 중국농업과학원 작물과학연구소 작물유전자변형기술·응용혁신팀은 미국 캘리포니아대학 샌디에이고캠퍼스와 공동으로 리보핵산(RNA)을 상동재조합 복구(HDR) 템플릿으로 사용해 후대에 유전자 변형 성분이 없는 ALS 억제제류 제초제 내성 벼 식물체를 획득했다. 이는 식물에서 최초로 RNA를 데옥시리보핵산(DNA) 상동재조합 복구 템플릿으로 사용한 성공사례이다. 해당 논문은 "Nature Biotechnology"에 온라인으로 게재되었다. CRISPR/Cas 게놈 편집 기술은 2012년에 발명된 후 동식물과 미생물 등 다양한 종의 게놈 편집에 광범위하게 응용되고 있다. 게놈 편집 기술에서 Cas 엔도뉴클레아제는 안내RNA의 유도에 의해 게놈 특정 부위를 절단해 해당 표적위치의 DNA 이중가닥 절단(DSB)을 유발한다. 이같은 DNA 손상은 세포 내 2가지 복구 경로를 통해 복구되는데 대다수 종에서 비상동 말단과 연결된 복구 경로가 DNA 이중가닥 절단을 복구하는 가장 주요한 경로이다. 반면 상동재조합 복구 경로의 확률이 매우 낮기에 충분한 양의 복구 템플릿(DRT)을 식물세포에 고효율적으로 전달할 수 없다. 식물에서 고효율적 상동재조합을 구현해 농작물의 우수한 대립유전자 치환 및 주요 농업형질 개량에 이용하려면 아직 해결해야 할 문제가 많다. 연구팀은 드롭렛 디지털 PCR을 이용해 재조합 사건을 평가했다. 또한 RNA를 상동재조합 복구 템플릿으로 사용해 CRISPR/Cpf1 시스템 유도 DNA 상동재조합 복구에 참여시킬 수 있음을 입증했다. RNA 복구 템플릿은 일반적으로 사용되는 DNA 복구 템플릿과 달리 체내에서 식물 자체 전사시스템을 통해 지속적으로 생성될 수 있으므로 상동재조합 복구를 위해 충분한 양의 템플릿을 제공할 수 있다. 연구팀은 동 방법을 사용해 OsALS 두개 아미노산을 정위치 치환시킨 ALS 억제제류 제초제 내성 벼 식물체를 성공적으로 획득했다. 뿐만 아니라 후대 분리를 통해 정위치 치환에 성공하고 또한 외인성 유전자 변형 성분이 없는 식물체를 획득했다. 일반적 상황에서 농작물 재래종 또는 근친종은 대량의 우수한 농업형질 대립유전자를 보유한다. 통상적 재배종에 비해 상기 우수한 대립유전자는 단일 염기 또는 여러 개 염기의 차이밖에 존재하지 않는다. 일반적 육종 방법으로 상기 유전자 또는 우수한 형질을 도입하려면 몇 년간의 다세대 역교배, 교잡 및 재료 선택육종을 거쳐야 하기에 시간적 물적 투입이 많다. 하지만 CRISPR/Cas 유도 상동재조합 기술을 사용하면 우수한 대립유전자를 빠르게 도입할 수 있어 일반적 재배종의 상응 대립유전자에 대한 정밀 개량을 현실화 할 수 있다. 아울러 농작물의 새 생식질 지향성 창제 속도를 빨릴 수 있는 등 농작물 육종개량에 중요한 의미가 있다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-03/20/content_417544.htm?div=-1 |
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