[루시페레이스] 2편 : 단일 vs 이중 루시페레이스 어세이

 

 

 

루시페레이스 리포터 어세이를 처음 접하면 단일형(single luciferase)과 이중형(dual luciferase) 어세이라는 두 가지 실험 방식에 대해 듣게 돼요. 

 

 

이름만 보면 단순히 사용하는 효소의 개수 차이처럼 느껴지지만, 이 두 가지 방식은 실험 목적과 정밀도 면에서 큰 차이를 보이죠. 이번 글에서는 이 두 가지 루시페레이스 어세이 방식의 핵심적인 차이점과 각각이 가진 장점, 그리고 어떤 상황에서 어떤 어세이를 선택해야 하는지를 자세히 소개할게요.

단일 루시페레이스 어세이 – 기본을 탄탄히!

 

 

단일 루시페레이스 어세이는 가장 널리 사용되는 리포터 시스템 중 하나예요. 

 

 

일반적으로 firefly luciferase 유전자를 리포터로 사용하고, 특정 프로모터나 반응 엘리먼트의 활성을 측정하는 데 쓰이죠. 예를 들어, 어떤 유전자의 프로모터가 특정 약물에 반응해 활성이 증가하는지를 측정하고 싶다면, 해당 프로모터 뒤에 루시페레이스 유전자를 클로닝한 뒤 세포에 도입하고 약물을 처리해 광신호 변화를 확인하면 돼요.

 

단일형 어세이의 장점은 실험이 단순하고 속도가 빠르며, 재현성이 높은 편이라는 점이에요. 하지만 단점도 있어요. 가장 큰 약점은 내부 보정용 기준이 없다는 것이에요. 같은 조건에서도 트랜스펙션 효율, 세포 수, 배양 환경 등에 따라 신호 값이 흔들릴 수 있어서 정밀한 비교 분석에는 한계가 있어요.

 

이중 루시페레이스 어세이 – 한 번에 두 개의 데이터를!

 

 

이중 루시페레이스 어세이는 단일 어세이의 약점을 보완하기 위해 개발된 시스템이에요. 이 방식에서는 firefly luciferase와 Renilla luciferase 두 종류의 루시페레이스 효소를 함께 사용해요. 보통 하나는 실험군 리포터로, 다른 하나는 내부 대조군으로 쓰여서 실험 오차를 줄이고 결과를 보정하는 데 도움을 줘요.

예를 들어, 어떤 유전자 프로모터의 반응성을 확인할 때 firefly luciferase를 사용하고, 별도의 컨스티튜티브한 프로모터(CMV 등)를 가진 Renilla luciferase를 같이 발현시켜요. 

 

 

실험 후 두 신호를 연산하여 실험군 루시페레이스의 상대적인 활성을 계산할 수 있기 때문에, 트랜스펙션 효율 차이나 세포 상태의 영향을 줄일 수 있다는 큰 장점이 있죠.

 

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어떤 어세이를 선택해야 할까요?

실험 목적이 간단하고 상대적인 비교가 필요 없다면 ➤ 단일 루시페레이스 어세이

실험 조건 간 미세한 차이를 비교하거나 신뢰성 높은 데이터를 원한다면 ➤ 이중 루시페레이스 어세이

 

특히 크리스퍼 스크리닝, 프로모터/인핸서 기능 분석, 약물 반응성 평가처럼 정량적인 비교가 중요한 연구라면 이중 루시페레이스 시스템이 훨씬 안정적이에요.

 

단일 루시페레이스 어세이는 빠르고 간편하게 유전자 발현 수준을 측정할 수 있는 좋은 도구이고, 이중 루시페레이스 어세이는 정밀한 데이터 분석과 신뢰성 확보에 큰 도움을 주는 방식이에요. 

 

 

실험 설계 단계에서 자신이 원하는 분석 수준과 리소스를 고려해서 적절한 방식을 선택하는 것이 중요해요. 

 

 

 

다음 편에서는 루시페레이스 어세이에서 사용하는 다양한 시스템(예: NanoLuc, BrightGlo 등)의 특성과 시약 선택 팁에 대해 다뤄볼게요!