[TRE 시스템] 5편 : Tet 시스템의 다양한 응용법

 

 

 

TRE 프로모터 기반의 Tet 시스템은 유전자 조절 실험에 있어서 정말 강력한 도구예요. 

 

 

 

 

특히 시간이나 공간에 따라 유전자의 발현을 정밀하게 조절할 수 있다는 점에서, 기초 생명과학뿐만 아니라 생명공학, 약물개발, 암 연구 등 다양한 분야에서 응용되고 있죠. 이번 글에서는 Tet-on, Tet-off 시스템을 실전에서 어떻게 활용할 수 있는지 대표적인 사례들을 중심으로 소개해 드릴게요.

1. 줄기세포에서 특정 유전자의 유도 발현

줄기세포 연구에서는 특정 유전자가 세포 운명 결정에 어떤 영향을 주는지를 알아보는 실험이 많아요. 이럴 때 Tet 시스템은 매우 유용하죠. 예를 들어, rtTA를 항상 발현하는 줄기세포에 TRE 프로모터 하에 발현되는 전사인자 유전자를 삽입해 놓고, 독시사이클린을 처리함으로써 특정 시점에만 유전자를 발현시킬 수 있어요.

이렇게 하면 유전자 발현이 줄기세포의 분화에 미치는 영향을 시간적으로 정밀하게 분석할 수 있고, 독성 유전자도 안정적으로 실험할 수 있는 장점이 있어요.

 

2. 종양 모델에서 시점 조절 유전자 발현

Tet 시스템은 종양 생물학 연구에서도 굉장히 활발하게 사용되고 있어요. 특히 암 유전자를 특정 시점에만 발현시켜서 종양이 어떻게 형성되고, 이후 어떤 경로로 진행되는지를 살펴볼 수 있죠.

예를 들어, 유방암 모델에서 TRE-KRAS^G12D 마우스를 rtTA를 발현하는 MMTV 프로모터와 교배하면, 독시사이클린을 먹인 마우스에서만 종양이 형성돼요. 이 모델을 통해 유전자 수준에서 암의 시작과 진행을 조절하면서 다양한 항암제 반응도 평가할 수 있는 거죠.

 

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3. 신경과학에서 뉴런의 활동 조절

신경과학에서는 특정 뉴런의 활성을 조절하기 위해 Tet 시스템을 이용한 도구들이 자주 쓰여요. 예를 들어, TRE 프로모터 아래에 opsin 유전자를 넣고, rtTA를 뉴런 특이적인 프로모터 하에서 발현하게 하면 빛 자극에 반응하는 뉴런을 시간 조절적으로 생성할 수 있어요.

이런 방식은 optogenetics와 결합돼, 뉴런 활동의 조절과 행동 간의 인과 관계를 정밀하게 밝히는 데 사용되고 있죠.

 

4. 줄기세포 유래 오가노이드에서 발현 조절

최근에는 줄기세포로부터 만들어진 미니 장기, 즉 오가노이드 연구에서도 Tet 시스템이 널리 사용되고 있어요. 오가노이드는 시간이 지남에 따라 세포 구성과 구조가 바뀌는데, 이때 특정 유전자를 독시사이클린으로 조절하면 발달 과정 중 언제, 어디서 유전자가 작동하는지를 분석할 수 있어요.

이러한 시스템은 재생의학뿐만 아니라 유전병 모델링, 약물 테스트에도 다양하게 응용되고 있어요.

 

5. 바이러스 기반 유전자 치료 전략

AAV나 Lentivirus 기반의 유전자 전달 시스템에도 Tet 시스템이 적용되고 있어요. 예를 들어, 특정 조직에서만 rtTA가 발현되도록 하고, 유전자를 TRE 프로모터 하에 넣은 AAV를 전신에 투여하면, 정확한 위치에서만 유전자가 발현되도록 만들 수 있어요.

 

특히 이런 시스템은 시간에 따라 유전자의 발현을 끄고 켤 수 있다는 점에서 안전성 측면에서 유리하고, 치료 반응에 따른 조절도 가능하다는 장점이 있어요.