바이러스를 이용해 유전자를 넣는 방법, 트랜스덕션(transduction)

 

 

 

세포 안에 원하는 유전자를 전달하는 건 생명과학 실험에서 아주 흔한 일이에요. 

 

 

그 방법 중 하나가 바로 바이러스 벡터를 이용한 '트랜스덕션(transduction)'이에요. 이름만 보면 좀 어렵게 느껴지지만, 실제로는 바이러스를 도구처럼 활용해 유전자를 세포 안에 안전하게 넣는 방법이에요.

오늘은 트랜스덕션이 어떤 방식으로 이루어지고, 실험할 때 어떤 점들을 주의해야 하는지 소개해볼게요.

 

 

트랜스펙션(transfection)과 뭐가 다른가?

 

 

트랜스펙션은 리피드나 전기충격 등 물리화학적인 방법을 이용해서 DNA를 세포에 넣는 거고, 트랜스덕션은 바이러스 벡터를 이용해 세포에 유전자를 전달하는 방법이에요.

 

 

트랜스덕션은 특히 다음과 같은 상황에서 유리해요

 

트랜스펙션이 어려운 세포(예: 1차 세포, 비분열 세포 등)에 유전자를 전달하는 경우

지속적인 유전자 발현이 필요한 경우

형질전환 효율이 낮은 경우

 

바이러스는 원래 세포 안으로 유전자를 넣는 데 아주 능숙한 존재이기 때문에, 이런 성질을 실험에 활용하는 거예요.

 

 

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어떤 바이러스 벡터들이 쓰이나?

 

 

실험에서 주로 쓰이는 바이러스 벡터는 크게 3가지예요.

 

렌티바이러스 (Lentivirus)
RNA 바이러스로, 역전사를 통해 유전체에 통합돼요. 분열세포와 비분열세포 모두 트랜스덕션 가능하고 장기적인 유전자 발현에 적합하죠.

 

레트로바이러스 (Retrovirus)
역시 RNA 바이러스지만, 분열세포에만 효과적이에요. 오래된 시스템이지만 여전히 일부 실험에선 사용돼요.

 

아데노관련바이러스 (AAV, Adeno-Associated Virus)
이 경우 바이러스 유전체가 세포 유전체에 통합되지 않고 에피좀(episome) 형태로 존재해요. 면역반응이 적고 안정적이라 in vivo 실험에 많이 사용돼요.  다만 단점은 수용할 수 있는 유전자 크기가 작다는 점이에요 (~4.7kb)

 

 

트랜스덕션 실험은 어떻게 할까?

 

세포 준비

세포는 너무 과밀하지 않고, 건강한 상태여야 해요. 보통은 60~80% confluency 상태가 좋아요.

 

바이러스 벡터 준비

보통 실험실에서 직접 바이러스를 생산하거나, 업체/기관(Addgene 등)에서 받은 바이러스를 사용해요. 이 때 MOI(Multiplicity of Infection) 값을 조절해서 얼마나 많은 바이러스를 넣을지 정해요.

 

폴리브렌(polybrene) 사용 (선택사항)

바이러스가 세포에 잘 붙도록 도와주는 시약이에요. 보통 4–8 µg/mL 농도로 사용하지만, 세포 종류에 따라 독성이 있을 수 있어 주의해야 해요.

 

트랜스덕션 진행

바이러스와 세포를 함께 배양해요. 렌티바이러스는 보통 6–24시간 정도 접촉 후, 배지를 교체해요.

 

선택/분석 단계

플라스미드에 항생제 저항성 유전자가 있다면, 항생제를 이용해 형질전환된 세포만 골라낼 수 있어요. 또는 형광 단백질(GFP 등)을 발현시켜 형광현미경이나 FACS로 확인하기도 해요.

 

실험할 때 주의할 점

바이러스는 생물안전등급(BSL)에 따라 실험실 안전수칙을 지켜야 해요.
렌티바이러스는 BSL-2 수준의 실험 환경이 필요해요.

적절한 MOI를 설정해야 해요.
너무 낮으면 발현이 안 되고, 너무 높으면 세포 독성이 생길 수 있어요.

트랜스덕션 후 시간차를 고려하세요.
바이러스가 유전자 발현을 유도하려면 시간이 필요하니, 보통 48시간 이후에 결과를 분석해요.

여러 세포주에서 실험 조건을 따로 최적화하는 게 좋아요.
세포마다 감염 민감도가 다르기 때문에 MOI, 배양 시간, 항생제 농도 등을 조금씩 조절해야 해요.

 

트랜스덕션은 바이러스를 활용해 유전자를 세포에 전달하는 아주 강력한 도구예요.

 

 

트랜스펙션이 잘 안 되는 세포주에서도 높은 효율을 보이고, 안정적인 발현이 가능한 점에서 많은 분자생물학 실험에서 필수적으로 활용되고 있죠.

 

바이러스는 무섭기만 한 존재가 아니라, 우리가 잘 다루기만 하면 유전자를 전달하는 정밀한 택배 시스템이 될 수 있어요.
트랜스덕션을 잘 이해하고 활용하면, 실험의 가능성도 훨씬 넓어질 거예요!