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LADL : 빛을 이용한 3차원 유전체 (3D genome) 구조와 유전자 발현의 조절
김지훈
김지훈 (University of Pennsylvania)
2019 BRIC 세미나 하반기  |  2019.08.30
큰 사이즈의 유전체 (genome)는 작은 세포 안에서 수만 번 접히고 접혀 있고 그 과정 중에 멀리 떨어진 loci 끼리의 interactions이 만들어지게 되는데, 그것을 일반적으로 loop라고 부릅니다. 각 유전체 마다 수많은 loop가 존재하고 그 중엔 유전자 발현과 관련 있을 거라고 알려진 것들도 많이 있습니다만, 아직 그 loop가 어떻게 형성되는지, 그리고 그 관련 유전자의 발현에 loop가 어떤 영향을 주는지에 대한 메커니즘 연구는 아직 많은 부분에서 어려운 점이 많습니다.
본 연구에서는 그러한 어려움을 극복할 수 있는 LADL 이라는 새로운 기술을 소개합니다. LADL은 dCas9과 Arabidopsis에서 기원한 CiBN과 Cryptochrome 2 (CRY2)를 활용한 도구로서, 푸른 빛을 쏘아주게 되면 자기네들끼리 빠르게 결합하는 특징을 이용하여 내가 원하는 loci에 loop를 만들어주는 기술입니다.
본 연구에서는 LADL을 줄기세포의 Klf4와 interact 하는 슈퍼인헨서와 그와 멀리 떨어진 Zfp462의 promoter에 적용하였습니다. 5C를 통해 확인해 본 결과, LADL 줄기세포에 푸른 빛을 쏘아주자 슈퍼인헨서는 기존 Klf4와의 loop에서 벗어나서 >500kb 떨어진 Zfp462의 promoter와 새로운 loop을 이루었습니다. 또한 single molecule RNA FISH를 통해 확인해 본 결과 LADL을 이용해서 슈퍼인헨서와 새로운 loop를 이룬 Zfp462의 발현이 기존에 비해 약 30%정도 더 발현됨을 알 수 있었습니다.
LADL은 외부의 약품 없이도 빛을 이용하여 빠른 속도로 3차원 loop 구조를 만들 수 있었으며, 앞으로의 loop 형성과 유전자 발현 등 많은 연구에 큰 도움이 될 것으로 기대합니다.
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