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[[CRISPR-CAS9]]은 3세대 [[유전자 가위]]로 이용하고자하는 특정 염기서열을 인식하여 절단하고 편집하는 기술이다.

[[CRISPR-CAS9]]은 3세대 [[유전자 가위]]로 이용하고자하는 특정 염기서열을 인식하여 절단하고 편집하는 기술이다.

=== CRISPR-Cas9의 작동 원리 ===

=== CRISPR-Cas9의 작동 원리 ===

우선, [[CRISPR-CAS9]]의 원리에 대하여 알려면, 세균 내에서의 CRISPR [[회문]] 구조가 가진 <ref>간단히 말해서 이전의 바이러스등의 침입을 기억하여 이에 대한 면역을 가지는 것을 말한다.</ref>적응면역에 대하여 먼저 알아보아야한다. 앞서 언급하였던 다니스코의 연구원들은 박테리오파지에 의해서 쉽게 사멸하는 유산균을 가지고 연구하던 도중 외부로부터의 박테리오파지의 유입으로 인해 대다수의 유산균이 사멸하고, 일부만 남게 되었고, 그들은 남은 일부의 유산균을 가지고 연구하면서 이런 유산균이 살아남을 수 있었던 이유에 대하여 탐구하기 시작하였다. 이 유산균 내의 CRISPR 회문구조는 위 그림과 같이 기억과 면역 2가지로 나뉘어 적응면역의 기능을 한다. 우선앞의 단계에서 침입한 박테리오파지의 DNA 일부를 CAS9단백질이 CRISPR 구조로 옮겨 박테리오파지에 대한 면역을 가진 염기서열을 형성하면, 이를 전사한 RNA(sgRNA라고 명명)와 CAS9단백질이 결합하여, sgRNA를 이용하여 침입한 박테리오파지를 찾아내 CAS9단백질을 이용하여 절단하여 면역기능을 한다. 여기서 영감을 얻은 미국 버클리대학교의 제니퍼 다우드나 교수와 독일 하노버대학교의 엠마뉴엘 카펜디어 교수는 다니스코의 연구원들이 발견한 적응면역의 기능을 하는 CRISPR구조가 박테리오파지 외에도 자신들이 원하는 염기서열을 sgRNA에 부착하면, 특정 염기서열을 절단해낼 수 있다고 생각하였고, 실제로 sgRNA가 박테리오파지 외에 다른 염기서열에서도 다음과 같은 작용을 하여, 이가 3세대 유전자 가위인 CRISPR-CAS9으로 발전하게 되었다. CRISPR-CAS9이 1세대(ZFN), 2세대(TALEN)과 가장 큰 차이는 바로 염기서열을 찾는 역할을 하는 것이 단백질에서 RNA로 바뀌었다는 것인데, 다들 알다시피 단백질의 경우 고분자물질이기 때문에 덩치가 꽤 큰 단백질을 연구자가 자신이 원하는 서열을 자르기 위해서 수천 개의 새로운 인공 유전자로 적절한 단백질을 만들어야 했다. 하지만 CRISPR-CAS9에서 사용된 RNA의 경우 몇 가지 염기서열만 조작해주면 되어 연구자가 원하는 최적의 구조를 형성할 수 있게 되었으며, 대량생산이 가능해졌다는 점에서 이전의 유전자 가위에 비해 매우 혁신적인 발전을 이루었다.

우선, [[CRISPR-CAS9]]의 원리에 대하여 알려면, 세균 내에서의 CRISPR [[회문]] 구조가 가진 <ref>간단히 말해서 이전의 바이러스등의 침입을 기억하여 이에 대한 면역을 가지는 것을 말한다.</ref>적응면역에 대하여 먼저 알아보아야한다. 앞서 언급하였던 다니스코의 연구원들은 박테리오파지에 의해서 쉽게 사멸하는 유산균을 가지고 연구하던 도중 외부로부터의 박테리오파지의 유입으로 인해 대다수의 유산균이 사멸하고, 일부만 남게 되었고, 그들은 남은 일부의 유산균을 가지고 연구하면서 이런 유산균이 살아남을 수 있었던 이유에 대하여 탐구하기 시작하였다. 이 유산균 내의 CRISPR 회문구조는 위 그림과 같이 기억과 면역 2가지로 나뉘어 적응면역의 기능을 한다. 우선앞의 단계에서 침입한 박테리오파지의 DNA 일부를 CAS9단백질이 CRISPR 구조로 옮겨 박테리오파지에 대한 면역을 가진 염기서열을 형성하면, 이를 전사한 RNA(sgRNA라고 명명)와 CAS9단백질이 결합하여, sgRNA를 이용하여 침입한 박테리오파지를 찾아내 CAS9단백질을 이용하여 절단하여 면역기능을 한다. 여기서 영감을 얻은 미국 버클리대학교의 제니퍼 다우드나 교수와 독일 하노버대학교의 엠마뉴엘 카펜디어 교수는 다니스코의 연구원들이 발견한 적응면역의 기능을 하는 CRISPR구조가 박테리오파지 외에도 자신들이 원하는 염기서열을 sgRNA에 부착하면, 특정 염기서열을 절단해낼 수 있다고 생각하였고, 실제로 sgRNA가 박테리오파지 외에 다른 염기서열에서도 다음과 같은 작용을 하여, 이가 3세대 유전자 가위인 CRISPR-CAS9으로 발전하게 되었다. CRISPR-CAS9이 1세대(ZFN), 2세대(TALEN)과 가장 큰 차이는 바로 염기서열을 찾는 역할을 하는 것이 단백질에서 RNA로 바뀌었다는 것인데, 다들 알다시피 단백질의 경우 고분자물질이기 때문에 덩치가 꽤 큰 단백질을 연구자가 자신이 원하는 서열을 자르기 위해서 수천 개의 새로운 인공 유전자로 적절한 단백질을 만들어야 했다. 하지만 CRISPR-CAS9에서 사용된 RNA의 경우 몇 가지 염기서열만 조작해주면 되어 연구자가 원하는 최적의 구조를 형성할 수 있게 되었으며, 대량생산이 가능해졌다는 점에서 이전의 유전자 가위에 비해 매우 혁신적인 발전을 이루었다.

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