<h1>신육종기술의 개요</h1><h2>유전자교정</h2><p>변이창출은 품종 개발의 핵심 요소 중 하나라고 할 수 있지만 자연 혹은 유도(방사능, 화학물질 처리) 돌연변이는 발생 확률이 매우 낮고, 무작위적으로 발생하기 때문에 그 활용이 제한적이다. 유전체 염기서열 분석 기술과 생명과학의 발달에 힘입어 개발된 유전자교정은 기존 기술에 비해 변이 창출의 정확도와 효율성을 크게 향상시켰다. 이 기술의 핵심은 ZFN, TALEN 과 CRISPR/Cas\(9\) 등의 위치특이적 핵산분해효소(SDN) 시스템을 이용하여 유전체의 특정부위를 선택적으로 절단(DSBs; double strand breaks)하는 것이다. 이후에는 생물체 고유의 기작에 의해 절단부위의 복구가 일어나며, 이 과정에서 염기 중 일부가 소실되거나(deletion), 단편이 삽입되거나(insertion) 혹은 다른 염기로 치환(substitution)되어 변이를 일으킨다.</p><p>ZFN을 이용한 유전자 교정 기술은 \(1996\)년 미국 존스홉킨스 대학의 Chandrasegaran 박사연구팀이 cys\(2\)-his\(2\) zinc-finger 도메인에 FokI nuclease 도메인을 결합하여 DNA의 특정 염기서열 부위를 절단하는 새로운 제한효소를 제작한 것에서부터 시작되었다. \(30\)개의 아미노산이 \( \beta \beta \alpha \) 구조를 이루는 zinc-finger 모듈 하나는 triplet nucleotide 하나와 선택적으로 결합한다. A, T, G, C \(4\)개의 염기로 만들 수 있는 \(64\)개의 triplet 전체에 대응할 수 있는 ZF 모듈은 아미노산 서열을 조금씩 바꾼 combinatorial library 선발이나 구조 디자인을 통해 확보되었다. 대부분의 생물체는 DNA 내 \(18\)-\(24\) nucleotide sequence의 독특한 서열을 갖고 있다. 이를 인식하는 데에는 \(6\)-\(8\)개의 ZF module이 필요하며, dimer로 작용하는 ZFN의 특성상 ZF 도메인 당 \(3\)-\(4\)개의 ZF module을 구성하면 대상 생물체 DNA 염기 서열 특이적으로 작동할 수 있다.</p><p>Pseudomonas속 박테리아에서 발견된 transcription activatorlike effector (TAL effector)에는 각각이 \(33\)-\(35\) 아미노산으로 이뤄진 \(10\)-\(30\)개의 tandem repeat로 구성된 DNA 결합도메인이 있다. 각 repeat는 DNA 염기 하나를 인식하는데, 염기 특이성에는 repeat 내의 \(12\), \(13\)번에 위치한 아미노산으로 구성된 repeat variable diresidue가 관여한다. 즉 Asn-Ⅱe는 A, Asn-Gly 는 T, His-Asp는 C를 인식하고 Asn-Asn은 G 와 A를 인식하는데, 이 경우 A보다는 G에 대한 specificity가 더 높다. 또한 TAL effector와 결합하는 target DNA sequence의 \(5'\)은 항상 thymidine이라는 특성이 있다. TALEN은 TALE의 DNA 결합 도메인에 FokI nuclease 도메인을 결합하여 만든 SDN으로서 ZFN에 비해 설계와 제작이 쉽다는 장점이 있다. 또한 repeat의 숫자를 늘림으로써(repeat extension) 길이가 더 긴 DNA와 선택적으로 결합하는 것이 가능하여 타겟 site 선정에 있어서의 제한이 적다. 그러나 ZFN에 비해 단백질 크기가 커서 packaging과 delivery가 어려울 수 있다는 단점이 있다.</p>
A, T, G, C 4개의 염기로 만들 수 있는 전체 triplet 개수는 몇개인가요?
\(64\)개