효모 형질전환 개론

변형의 역사 및 효모에서의
변형

효모는 빠른 성장 속도와 분산된 세포 구조를 지녀 연구를 위한 진핵생물 모델 시스템으로 활용됩니다. 명확히 정의된 유전 체계와 단백질 생산에 효과적으로 활용 가능한 매우 다용도적인 DNA 변형 시스템을 갖추고 있습니다.

형질전환은 외래 DNA가 세포에 도입되어 유전적 변화 또는 유전자 변형을 초래하는 과정이다. 이 현상은 1928년 그리피스(Griffith)에 의해 폐렴연쇄상구균(Streptococcus pneumoniae)에서 최초로 보고되었다.¹ DNA 형질전환의 원리는 1944년 에이버리(Avery) 등에 의해 입증되었다.² 진균의 경우, 분열효모(Saccharomyces cerevisiae)의 구형세포(spheroplast)가 1978년 최초로 성공적으로 형질전환되었다.³

곰팡이의 경우, 분열 효모인 Saccharomyces cerevisiae의 구형세포(spheroplasts)가 1978년에 최초로 성공적으로 형질전환되었습니다.³ Saccharomyces cerevisiae를 포함한 대부분의 효모 종은 환경 내 외래 DNA에 의해 형질전환될 수 있습니다.⁴ 효모 세포는 세포벽을 분해하기 위해 효소로 처리되어 구형세포를 생성합니다. 이러한 세포는 매우 취약하지만 높은 비율로 외래 DNA를 흡수합니다.⁵ 효모의 재조합 DNA 기술은 확립되었으며, 다양한 벡터 구조를 사용할 수 있습니다.

세포 내 형질전환

효모 세포의 형질 전환을 위한 여러 방법(그림 1)이 개발되었다^.⁴,⁵ 효모 세포 형질 전환에 흔히 사용되는 방법으로는 리튬, 전기천공, 생물탄환 및 유리 구슬 방법이 있다. 이러한 방법은 일반적으로 S. cerevisiae에 사용되지만, 효모(예: Schizosaccharomyces pombe, Candida albicans 및 Pichia pastoris) 및 균사성 곰팡이(예: Aspergillus 종)와 같은 다른 곰팡이의 형질 전환에도 사용할 수 있습니다.

요구 사항

형질전환 방법은 세 가지 주요 단계를 포함한다:

• 유능한 효모 세포 준비
• 플라스미드 DNA를 이용한 형질전환
• 변형체를 선별하기 위한 후속 배지 접종.

변형에 필요한 재료와 상세한 프로토콜을 검토하십시오.

응용 분야

형질전환은 분자생물학에서 널리 사용됩니다. 효모 형질전환의 일반적인 용도는 다음과 같습니다:

• 효모 변형체는 세포 용해 및 플라스미드 준비 목적으로 추가 활용될 수 있습니다.
• 변형체로부터 얻은 플라스미드 DNA는 PCR 템플릿으로 사용되거나 대장균 변형에 활용될 수 있습니다.
• 효모 변형체는 단백질-단백질 또는 단백질-DNA 상호작용 연구를 위한 효모 이중 하이브리드 시스템에 사용됩니다.
• 효모 형질전환 기술은 단백질 및 효소의 상업적 생산에도 활용될 수 있습니다.
• 또한 식품 산업 및 식물 폐기물 처리 시스템에도 활용됩니다.
• 인간 단백질(인터루킨-1β 등)의 합성 및 분비를 위해 설계된 효모 발현 시스템은 제약 산업에서 막대한 치료 잠재력을 가질 수 있습니다.

형질 전환 효율 계산

다양한 종의 효모는 효율이 다릅니다.⁶ 형질전환 효율은 형질전환 반응에 사용된 슈퍼코일 플라스미드 DNA 1µg 당 생성된 형질전환체의 수로 정의됩니다.⁷ 대부분의 형질전환 프로토콜은 빵 효모인 S. cerevisiae를 위해 개발되었으며 다른 종에는 이상적이지 않을 수 있습니다.

효율성에 영향을 미치는 요인

효모 형질전환 효율에 영향을 미치는 요인들은 다음과 같습니다:

• DNA 크기
• 플라스미드
• DNA 형태
• 세포 유전자형
• 세포 성장
• 형질 전환 유형