유전자 변형 동물

유전자 변형 동물이란?

유전자 변형 동물은 약물 생산, 수확량 향상, 질병에 대한 저항력 증가 등 다양한 목적을 위해 유전자 변형된 동물입니다. 대다수의 유전자 변형 동물은 연구 단계에 있지만 시장 진입에 가까운 수는 여전히 적습니다. 포유류를 유전자 조작하는 과정은 느리고 지루하며 비용이 많이 드는 과정입니다. 다른 유전자 변형 유기체와 마찬가지로 먼저 유전 공학자는 숙주 유기체에 삽입하려는 유전자를 분리해야 합니다. 이것은 유전자를 포함하는 세포에서 채취하거나 인위적으로 합성할 수 있습니다. 선택한 유전자 또는 기증자 유기체의 게놈이 잘 연구되었다면 이미 유전자 라이브러리에서 접근할 수 있을 수 있습니다. 그런 다음 유전자는 프로모터 및 터미네이터 영역과 일반적으로 선택 가능한 마커를 포함한 다른 유전 요소와 결합됩니다. 분리된 유전자를 숙주 게놈에 삽입하기 위해 다수의 기술을 이용할 수 있다. 동물의 경우 DNA는 일반적으로 미세 주입을 사용하여 삽입되며, 여기서 세포의 핵 외피를 통해 핵에 직접 주입하거나 바이러스 벡터를 사용하여 주입할 수 있습니다. 최초의 형질전환 동물은 바이러스 DNA를 배아에 주입한 다음 암컷에게 배아를 이식하여 생산되었습니다. 삽입된 DNA가 배아줄기세포에 존재하는지 확인하는 것이 필요하다. 배아가 발달하고 일부 유전 물질이 생식 세포에 통합되기를 바랄 것입니다. 그런 다음 연구자들은 동물이 번식기에 도달할 때까지 기다려야 하고 PCR, 남부 교잡 및 DNA 시퀀싱을 사용하여 모든 세포에서 유전자의 존재 여부를 자손에게 검사해야 합니다. 새로운 기술은 유전자 변형을 더 쉽고 정확하게 만들고 있습니다. 이중 가닥 절단을 생성하고 세포의 자연 상동 재조합 복구 시스템을 활용하는 유전자 표적화 기술은 정확한 위치에 대한 표적 삽입을 위해 개발되었습니다. 게놈 편집은 특정 지점에서 틈을 만드는 인공 조작된 뉴클레아제를 사용합니다. 조작된 뉴클레아제에는 메가뉴클레아제, 징크 핑거 뉴클레아제, 전사 활성제 유사 이펙터 뉴클레아제, 및 Cas9-guideRNA 시스템의 네 가지 계열이 있습니다. TALEN과 CRISPR은 가장 일반적으로 사용되는 두 가지이며 각각 고유한 장점이 있습니다. TALEN은 표적 특이성이 더 높은 반면 CRISPR은 설계가 더 쉽고 효율적입니다. CRISPR-Cas9 유전자 편집 시스템의 개발은 유전자 변형 동물을 개발하는 데 필요한 시간을 효과적으로 절반으로 줄였습니다. 이 부분의 본문은 유전공학의 역사입니다. 1974년 Rudolf Jaenisch는 최초의 GM 동물을 만들었습니다. 인간은 기원전 12,000년경부터 선택적 번식 또는 인공 선택)을 사용하여 동물을 길들였습니다. 원하는 형질을 가진 유기체를 사용하여 다음 세대를 번식시키고 형질이 없는 유기체를 사육하지 않는 선택적 육종 과정은 현대 유전자 변형 개념의 선구자입니다. 유전학의 다양한 발전으로 인간은 유기체의 DNA와 유전자를 직접 변경할 수 있었습니다. 1972년 Paul Berg는 원숭이 바이러스의 DNA와 람다 바이러스의 DNA를 결합하여 최초의 재조합 DNA 분자를 만들었습니다. 1974년 Rudolf Jaenisch는 배아에 외래 DNA를 도입하여 형질전환 마우스를 만들어 세계 최초의 형질전환 동물이 되었습니다. 그러나 이식유전자를 자손에게 전달하는 형질전환 마우스가 개발되기까지는 25년이 더 걸렸다. 27년에 유전자 변형 마우스가 만들어져 복제된 종양 유전자를 가지고 암에 걸리기 쉽습니다. 1985년에 유전자가 녹아웃된 마우스가 만들어졌다. 최초의 형질전환 가축은 28년에 생산되었고 우유에서 형질전환 단백질을 합성한 최초의 동물은 생쥐였으며, 30년에 인간 조직 플라스미노겐 활성제를 생산하도록 조작되었습니다. 상업화된 최초의 유전자 변형 동물은 형광 유전자가 첨가된 얼룩말 물고기 인 GloFish로 자외선 아래에서 어둠 속에서 빛날 수 있습니다. 2003년 미국 시장에 출시되었다. 식용으로 승인된 최초의 유전자 변형 동물은 2015년 AquAdvantage 연어였습니다. GM 포유류는 연구 목적, 산업 또는 치료 제품 생산, 농업 용도 또는 건강 개선을 위해 만들어졌습니다. 유전자 변형 애완동물을 만드는 시장도 있습니다. 포유류는 인간 질병에 대한 최고의 모델이며, 유전 공학적 모델은 많은 심각한 질병에 대한 치료법 및 치료법의 발견과 개발에 필수적입니다. 인간 유전 질환의 원인이 되는 유전자를 제거함으로써 연구자들은 질병의 메커니즘을 연구하고 가능한 치료법을 테스트할 수 있습니다. 유전자 변형 마우스는 저렴하고 조작하기 쉽기 때문에 생물 의학 연구에 사용되는 가장 일반적인 포유류였습니다. 예를 들어, 인간 유전자 산물의 이종이식에 의해 생성된 인간화 마우스가 포함되어, 인간 특이적 생리학 및 병리학의 이해를 위한 생체 내 맥락에서 관련 통찰력을 얻기 위해 쥐 인간-동물 하이브리드로서 활용된다. 돼지도 몸집이 비슷하고, 해부학적 특징, 생리학, 병태생리학적 반응, 식단이 비슷하기 때문에 좋은 표적이다. 비인간 영장류는 인간과 가장 유사한 모델 유기체이지만 연구 동물로 사용하는 것에 대한 대중의 수용은 적습니다. 2009년에 과학자들은 유전자를 영장류 종으로 성공적으로 옮기고 처음으로 안정적인 번식 형질전환 영장류를 생산했다고 발표했습니다. 이 마모셋에 대한 그들의 첫 번째 연구 목표는 파킨슨병이었지만 근위축성 측삭 경화증과 헌팅턴병도 고려하고 있었습니다.