논문 목적
CRISPR/Cas9를 이용한 Synechococcus elongatus UTEX 2973의 유전자 조작에 대한 연구 결과를 설명하고, 이 연구가 지속 가능한 생산을 위한 유용한 화합물을 생산하는 데 유망한 후보인 Synechococcus 2973의 유전체 공학에 대한 유전적 도구를 제공하는 것입니다.
사용된 플라스미드는 무엇이며 사용한 이유는 무엇입니까?
질소 결핍 조건에 대한 생물학적 반응에서 nblA 유전자의 역할은 무엇인가요?
nblA 유전자가 질소 결핍 조건에서 Synechococcus 균주의 녹색 색소체의 분해를 조절하는 역할을 합니다.
즉, 이 유전자가 넉아웃되어 역할하지 못하게 되면 질소결핍시 세포 색의 변화가 일어나지 않아 육안으로 확인이 가능합니다.
Synechococcus elongatus UTEX 2973이 미생물 세포 공장 역할을 할 수 있는 유망한 후보인 이유는 무엇인가요?
Synechococcus elongatus UTEX 2973은 빠른 성장 속도를 가진 특이한 세균으로, 독립영양 생물체(photoautotrophy)로서 다양한 유용한 화합물의 지속 가능한 생산을 위한 이상적인 시스템으로 사용될 수 있습니다.
연구자들은 S. pyogenes Cas9 효소가 시아노박테리아에 독성이 있다는 것을 어떻게 확인했나요?
연구자들은 S. pyogenes Cas9 효소가 시아노박테리아에 독성이 있다는 것을 확인하기 위해 안정적인 복제 구조물을 포함하는 cas9 유전자를 운반하는 수직적 전이를 수행하였습니다. 이에 대한 결과로, Cas9 단백질의 높은 발현 수준은 세포 사멸로 이어지는 독성을 나타내었습니다.
사용된 플라스미드는 무엇이며 사용한 이유는 무엇입니까?
연구자들은 pCRISPomyces-2 벡터를 사용하였습니다. 이 벡터는 일시적인 cas9 발현을 가능하게 하기 위한 이론적인 가능성을 가지고 있습니다. 이 벡터는 Streptomyces ghanaensis pSG5 replication origin에 의존하여 복제되며, 이 origin은 34°C 이상의 온도에서 기능하지 않습니다. 연구에서는 모든 접합 실험을 S. ghanaensis의 허용 복제 온도보다 높은 38°C에서 수행하였습니다.
참고문헌: Wendt, K. E., Ungerer, J., Cobb, R. E., Zhao, H., & Pakrasi, H. B. (2016). CRISPR/Cas9 mediated targeted mutagenesis of the fast growing cyanobacterium Synechococcus elongatus UTEX 2973. Microbial cell factories, 15, 1-8.
미세조류 중 시아노박테리아는 그나마 형질전환이 가능했지만, 외래유전자가 삽입되거나 목표유전자가 넉아웃될 때까지 길게는 6개월까지 오랜시간이 걸립니다. 이 논문에 사용된 CRISPR/Cas9은 요새 각광받고 있는 유전체 편집기술로 미세조류의 형질전환 기간도 단축할 수 있습니다. 이 논문에서는 아쉽게도 Cas9 효소가 미세조류에게 독성이 있어 결과가 좋지는 않았지만 미세조류에 유전체 편집기술을 적용시킨 첫 사례로 매우 주요한 정보를 제공하고 있습니다.
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