shRNA를 보다 효율적으로 억제(knockdown)하는 방법 개발

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=253787&cont_cd=GT
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-10
콜드스피링하버연구소(Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL))의 연구자들이 RNA 간섭(RNA interference, RNAi) 기술을 이용하는 기술의 효율성을 증진시킬 수 있는 강력한 알고리듬(algorithm)을 개발하는데 성공했다. 1990년대 발견된 RNAi는 짧은 RNA 분자들이 결합해 단백질 생산을 위한 지시사항을 포함하고 있는 유전자에 의해 보내지는 메시지를 방해하는 자연적인 생물학적 메커니즘 중 하나이다. 이러한 간섭은 유전자들이 발현되는 것을 막아준다. 유전자 발현을 조절하는 것을 돕기 위해 인간을 포함한 많은 종에 있어서 RNAi 경로는 외부 바이러스들과 트랜스포손(transposon)들로부터 게놈(genome)을 보호하는 역할을 한다. 2000년대 중반 이래로, 연구자들에 의해 이용된 RNAi 기술은 특별한 유전자의 발현을 인공적으로 막아주는 역할을 한다. 유전자나 유전자들이 마우스 등의 모델 생명체에서 활성화되는 것을 막음으로써 유전자의 기능에 대한 간섭에 관련된 많은 연구가 이루어졌다. RNAi에 대한 기술은 또한 약물 발견을 위한 새로운 기술로 널리 이용되어 왔다. 콜드스피링하버연구소의 Gregory Hannon과 동료연구자들은 지난 수십 년 동안 자연에서 RNAi가 작동하는 메커니즘을 설명하기 위해 연구를 지속해왔다. 그들은 또한 짧은 헤파린 RNA 혹은 shRNA라 불리는 작은 RNA 분자들의 라이브러리를 만들기 위해 RNAi 경로를 이용해왔다. 그러한 사실들은 전세계 연구자들로 하여금 전체 인간이나 마우스의 게놈에서 특정 유전자들을 선택적으로 제거할 수 있게 해 주었다. Molecular Cell 지에 실린 논문에서 Simon Knott가 이끄는 Hannon 랩 소속 연구자들은 연구자들이 특정한 유전자들을 가장 효과적으로 넉아웃(shutting down)할 수 있는 shRNA를 찾을 수 있도록 하는 알고리듬에 대해 보고했다. 이러한 연구 전에는, shRNA의 효율성을 최적화하는 염기서열에 대해 거의 알려져 있지 않았다. 이 새로운 알고리듬은 염기서열의 결정과 가장 효과적으로 유전자를 넉아웃할 수 있는 유전자와 이들의 염기서열 타깃에 대한 정보를 제공할 수 있다. shERWOOD라 불리는 알고리듬의 개발은 25만 개의 서로 다른 shRNA에 대한 가능성 분석을 통해 이루어졌다. 한 컴퓨터가 가장 효과적인 shRNA와 덜 효율적인 shRNA를 구분하는 방법을 학습함으로써 정확한 예측을 수행할 수 있었다. 이러한 학습 후, 컴퓨터는 새로운 염기서열의 가능성을 예측할 수 있었다. 이에 대해 Kontt 박사는 "우리는 이 결과를 차세대 shRNA 라이브러리를 디자인하고 만들어내는데 이용했다"고 말했다. http://phys.org/news/2014-12-scientists-shrna-gene-knockdown-effective.html