유전자를 연구하다 보면, 특정 유전자를 세포에서 제거하거나 반대로 원하는 시점에만 발현되게 조절하고 싶은 순간들이 생겨요. 이럴 때 과학자들이 가장 많이 사용하는 도구 중 하나가 바로 Cre-loxP 시스템이에요.
이름이 어렵게 느껴질 수 있지만, 이해하고 나면 다양한 실험에 응용할 수 있는 강력한 유전공학 도구에요.
Cre-loxP 시스템은 P1 박테리오파지에서 유래한 두 가지 구성 요소, 즉 Cre recombinase 단백질과 loxP 서열로 구성돼 있어요.
Cre는 "Causes recombination"이라는 의미처럼 재조합을 유도하는 효소이고, loxP는 이 효소가 인식하는 특정 DNA 서열이에요. loxP는 34bp의 길이로, 13bp의 반복 서열이 좌우에 있고, 가운데 8bp의 비대칭 서열이 방향성을 부여해줘요.
이 시스템의 가장 큰 장점은 세포 내에 다른 효소나 보조 단백질 없이도 작동한다는 점이에요. Cre만 있으면 loxP 사이에서 원하는 조작을 일으킬 수 있기 때문에, 실험 설계가 비교적 간단하면서도 정확한 결과를 얻을 수 있죠.
loxP 서열을 어떤 방향으로, 어디에 배치하느냐에 따라 세 가지 결과를 얻을 수 있어요:
역위(Inversion)
두 loxP가 반대 방향이면, 그 사이 DNA 서열이 뒤집혀요.
절제(Deletion)
같은 방향일 경우, 중간 서열이 잘려나가 버립니다.
전좌(Translocation)
다른 염색체에 존재할 경우, 두 염색체 사이에서 재조합이 일어나요.
이런 원리를 바탕으로 다양한 유전자 조작이 가능해지는데요, 이 원리를 조금만 이해하면, 연구에서 정말 많은 응용이 가능하답니다. 예를 들어, 특정 조직에서만 유전자를 제거하거나, 특정 시점에만 유전자를 발현하게 할 수도 있어요.
이번 시리즈에서는 다음과 같은 순서로 Cre-loxP 시스템을 하나씩 풀어갈 거예요:
2편: Cre-loxP를 활용한 조직 특이적 및 시간 제어 유전자 조작
3편: Cre-loxP 마우스 교배 전략 완전 정복
4편: Cre 리포터 마우스와 세포 추적 응용법
5편: Cre-loxP 실험에서 주의할 점과 해결법
유전자 연구를 하신다면 한 번쯤 들어봤을 Cre-loxP. 이제 제대로 활용하는 방법을 함께 알아볼게요!