학문
RNAi에서는 왜 off-target이 발생하지 않나요?
RGEN에서는 off-target문제가 빈번하다고 하는데 mRNA를 표적으로 삼는 RNAi는 왜 off-target이 발생하지 않는 건지 그 원리가 궁금합니다
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
RNAi와 RGEN(CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술에서의 오프 타겟 발생 차이를 이해하려면 두 기술의 작동 원리와 표적 인식방식을 비교해야 합니다.
먼저 RNAi는 짧은 이중가닥RNA(siRNA 또는 shRNA)가 세포 내에서 특정 mRNA와 상보적 결합해 그 mRNA를 분해하거나 번역을 억제하는 과정입니다. RNAi의 표적 인식은 주로 21~23 염기 길이의 siRNA가 mRNA와의 염기 쌍 결합에 의존합니다. 하지만 RNAi는 완전한 상보성뿐만 아니라 부분적 상보성에도 민감해,엄밀한 표적 외에도 유사 염기서열이 있는 다른 mRNA에 영향을 줄수있습니다. 따라서 RNAi에서도 오프 타겟 효과가 완전히 없지는 않지만, 표적 mRNA수준에서 비교적 제한적이고 짧은 서열 단위로 작동하기 때문에 대체로 RGEN 보다 오프 타겟이 적게 나타납니다.
반며나 RGEN은 Cas9단백질이 가이드 RNA(gRNA)와 함께 작동하여 특정 DNA서열을 절단하는 방식입니다. 이때 Cas9은 20염기 정도의 gRNA 서열과 DNA 표적 간의 정확한 결합을 필요로 하지만, 완전 일치하지 않아도 절단이 발생할수있어 오프 타겟 절단이 빈번하게 나타납니다. 특히 DNA에 직접 절단을 가하기 때문에 부작용이 더 클수있습니다.
즉, RNAi는 mRNA 분해나 억제 과정에서 단백질까지 완성되는 중간 단계인 RNA 수준에서 작용하며, 절단보다는 억제 중심이라 상대적으로 오프타겟 영향이 제한적입니다.RGEN은 DNA를 직접 절단하는 강력한 조작이기 때문에 오프 타겟 위험이 상대적으로 큽니다.
정리하면, RNAi도 완전하지 않은 표적 선택성을 보이지만, mRNA 수준에서 짧은 염기서열로 제한된 작용을 하기에 RGEN 보다 오프 타겟이 적고 덜 위험한 편입니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
RGEN은 CRISPR-Cas9 시스템을 사용하여 DNA를 절단하는 기술입니다.
Cas9 단백질은 sgRNA와 결합하여 특정 DNA 서열을 인식하고 절단합니다.
sgRNA는 완벽하지 않으며 다른 서열과도 유사할 수 있습니다.
sgRNA가 다른 DNA 서열을 인식하여 절단하는
off-target 효과가 발생할 수 있습니다.
RNAi는 siRNA를 사용하여 mRNA를 분해하는 기술입니다.
siRNA는 특정 mRNA 서열과 결합하여
RNA-의존성 RNA 가수분해효소를 활성화합니다.
RNase는 mRNA를 분해하여 유전자 발현을 억제합니다.
siRNA는 sgRNA에 비해 서열이 짧고 더 정확하게
특정 mRNA 서열을 인식할 수 있습니다.
RNAi는 off-target 효과가 상대적으로 적습니다.
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