초록 |
□ 연구개요 바이러스와 같은 기생생물들은 숙주에 침입하여 생존하는데, 바이러스의 핵산이 숙주인 미생물 내로 들어오면 미생물은 이를 제거하기 위하여 단편조각 RNA를 매개로 하는 후천적 외래핵산제거(CRISPR)시스템을 가동한다. 본 연구에서는 외래핵산대항 유형1B 후천적 면역체계의 중심을 이루는 Cascade 소단위체의 Csh1과 Csh2의 기능을 규명하고 Csh1와 Csh2의 복합체 상호작용 및 Cas4(Cas7), Cas5의 복합체 모델을 완성함으로써 외래 유전인자 제어기전을 제안한다. □ 연구 목표대비 연구결과 제시한 연구목표를 달성하기 위하여 제안한 세부 연구 목표 중, 1. Csh1 소단위체 단백질 구조기반 연구: ⇒ 2종의 미생물로부터 Csh1 소단위체 단백질을 대량으로 분리 정제하였으며, 결정화 조건 탐색 중이다. 2. Csh2 소단위체 단백질 3차원 구조 규명: ⇒ Csh2 단백질 결정의 최적화 에 성공하였으며 이 결정으로부터 고해상도 회절정보 수집하였다. 결정 패턴을 분석하여 논문 1편을 게재하였다. ⇒ 그러나 중금속 치환법을 이용하여 위상차를 해결하는 부분은 회절에 적합한 단백질 결정을 확보하지 못하고 있으며 현재 진행 중이다. ⇒ 위상차를 결정하기 위하여 결정의 최적화 및 다른 미생물 유래의 단백질을 추가로 연구 대상으로 선정하여 연구를 진행하고 있다. 3. 유형 1B Cascade 복합체 구조 모델 도출 ⇒ Cas4(Cas7) 소단위체 단백질의 3차원 구조 규명하였으며, crRNA 없어도 Cas4 단백질 자체가 나선형 구조를 형성한다. 다른 생물리학적 결과를 더하여 Cascade assembly mechanism 기전을 분석하고 제안하는 논문을 작성하고 투고 예정이다. 이결과는 목적 유전자별 특이 silencing system 구축이 가능함을 제시한다. ⇒ Cas5 단백질 대량 확보하였으며 결정화 조건을 탐색 중이다. ⇒ Cas4의 나선형 hexamer에 crRNA가 결합하고 Cas5, Csh1-Csh2 복합체가 결합된 Cascade 모델을 도출하였다. □ 연구개발결과의 중요성 ⇒ 미생물의 핵산대항 습득 면역체계 연구는 강력한 유전자 조작 tool로서 사용되고 있다. 본 과제에서 확보한 연구 결과는 CRIPSPR에 대한 기반 지식을 제공하고, CRISPR를 이용한 유전자 조작 tool을 목적에 맞게 최적화할 수 있는 가능성을 제시할 수 있다. ⇒ 복합체 단백질의 작용원리, 단백질의 핵산 인지기작을 이용한 세포의 외래핵산 방어기작 총괄적으로 이해하고, 생물학 최신 연구 분야에서의 세계적인 연구 경쟁력을 확보할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 3p) |