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학술웨비나 - 연구성과
CRISPR/Cas9 시스템의 표적 선택 메커니즘: REC2 domain에 의한 DNA의 구조변화 제어 [J. Am. Chem. Soc.]
성기원
 일시 
   2018년 7월 24일 (화) 오전 11시 (한국시간)
 연사 
   성기원 (서울대학교)
 약력 
  PDF (176 KB)
세미나 개요
최근 들어 암을 비롯한 난치성 유전 질환 치료를 위한 차세대 유전자 교정 기술, 일명 유전자가위로 각광받고 있는 CRISPR/Cas9 시스템은 표적 DNA만을 선택적으로 잘라내는 효소로, 표적 DNA 서열을 식별하는 guide RNA와 인식된 DNA를 자르는 Cas9 endonuclease로 구성되어 있습니다. 하지만 자연 그대로의 CRISPR/Cas9 시스템은 표적 DNA와 비슷한 염기서열의 유사 DNA까지도 자르는 제한된 표적 선택성을 지닙니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 Cas9 단백질 및 guide RNA에 대한 engineering 연구가 활발히 진행되고 있지만, 표적 선택성을 보다 효과적으로 향상시키기 위해서는 표적 선택 메커니즘에 대한 분자 수준에서의 이해가 요구되고 있는 실정입니다.

본 발표에서는 Cas9 효소 내의 REC2라는 세부 domain이 CRISPR/Cas9 시스템이 표적 DNA를 구별해 내는 데에 있어 중요한 역할을 한다는 내용의 최신 연구 결과에 대해 말씀 드리고자 합니다. 본 연구에서는 단일분자 형광 분석법 (single-molecule fluorescence spectroscopy)을 활용하여 Cas9 단백질과 결합한 이후 표적 및 유사 DNA의 구조변화를 관찰하였습니다. 그리고 그 결과에 mutational analysis를 더함으로써, REC2 domain이 표면 상의 양전하를 띤 아미노산 잔기들을 이용하여 DNA 가닥이 Cas9 내의 nuclease domain으로 향하려는 움직임을 제어한다는 것을 발견하였습니다. 이러한 연구 결과는 향후 REC2 domain engineering 등의 접근을 통해 표적 정확도가 크게 향상된 CRISPR/Cas9 기술을 개발하는 데에 있어 시발점이 될 것으로 기대합니다.


세미나 보기


관련논문 보기
Target Specificity of Cas9 Nuclease via DNA Rearrangement Regulated by the REC2 Domain
J. Am. Chem. Soc., Publication Date (Web): June 6, 2018 | DOI: 10.1021/jacs.8b03102
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