Mutagenesis란?
DNA 클로닝에서의 Mutagenesis는 클로닝된 DNA 조각에 특정 또는 무작위의 변이를 도입하여 추가 연구를 위한 다양한 유전자를 만드는 과정을 말합니다. Mutagenesis의 종류는 크게 Site-directed Mutagenesis와 Random Mutagenesis가 있습니다.
1. Site-Directed Mutagenesis
Site-directed Mutagenesis는 DNA 서열 내의 특정 위치를 정밀하게 변경할 때 사용합니다. 단백질에서 단일 아미노산을 대체하는 것과 같이 정립된 변이를 도입하고자 할 때 이상적입니다. Site-directed Mutagenesis을 위한 일반적인 기술은 다음과 같습니다.
- Mutagenesis 프라이머를 사용한 PCR
PCR 증폭에 사용되는 primer는 DNA 합성 중 특정 위치에서 원하는 돌연변이가 발생하도록 특별히 설계할 수 있습니다.
- 제한효소 Digestion 및 Ligation
클로닝된 DNA 조각을 제한효소로 절단하여 선형 조각을 만들 수 있습니다. 그런 다음 원하는 Mutation을 포함하는 합성 올리고뉴클레오티드를 연결효소로 삽입하여 원래의 서열을 대체합니다.
- Cas9 기반 방법
이 방법은 CRISPR-Cas9 시스템을 활용하여 정확한 유전체 편집을 수행합니다. 가이드 RNA는 Cas9 Nuclease를 DNA의 특정 위치로 유도하고, 세포 복구 기계에는 원하는 Mutation을 포함하는 복구 템플릿을 사용하여 Mutagenesis를 합니다.
2. Random Mutagenesis
Random Mutagenesis는 클로닝된 DNA 조각 전체에 무작위로 돌연변이를 유도합니다. 다양한 변이를 가진 변종 라이브러리를 생성하고 이 중 원하는 특성을 가진 클론을 선별하는데 유용합니다. Random Mutagenesis를 위해 일반적으로 사용되는 몇 가지 기술은 다음과 같습니다.
- 물리적 또는 화학적 처리:
DNA를 화학적 또는 물리적 방법을 통해 무작위 돌연변이를 유도합니다. 대표적으로는 산화제, 알킬화제와 같은 화학적 방법과 UV 및 X선과 같은 물리적 방법이 사용될 수 있습니다.
- PCR 기반 돌연변이 생성
특정 돌연변이가 발생할 수 있는 특별한 PCR 조건을 사용하여 DNA를 증폭하는 과정에서 돌연변이를 유도합니다. Mixed bases가 포함된 Primer를 이용하면 특정 부위에 국한되어 random mutation을 유도하는 것이 가능합니다.
바이오니아는 다양한 종류의 mutagenesis 서비스를 제공하고 있습니다. 특정 부위의 base를 치환하거나, deletion 또는 insertion이 가능합니다. 특정 유전자에 GFP와 같은 reporter를 tagging하는 것과 여러 유전자를 연결하여 융합 단백질을 만들 수 있는 mutagenesis 서비스도 보유하고 있습니다.
