세균성 인공 염색체 란?

박테리아 인공 염색체 (BAC)는 미생물학자가 유전자를 박테리아에 삽입하는 데 사용하는 벡터라고하는 도구 중 하나입니다. 유전자를 삽입하면 형질 전환이라는 과정에서 박테리아의 특성이 변경됩니다. 과학자는 BAC를 사용하여 박테리아 균주를 변경 한 다음 변경된 박테리아를 변경되지 않은 균주와 비교하여 삽입 된 유전자가 세포 생물학에서 어떤 역할을하는지 알아낼 수 있습니다. 과학자들은 모든 벡터를 비슷한 방식으로 사용하지만 BAC는 경쟁 도구보다 훨씬 더 많은 유전 물질을 가지고 다닐 수 있습니다.

수년 동안 과학자들은 박테리아의 유전자 구성을 수정하기 위해 여러 가지 종류의 벡터를 개발했습니다. 이들 중 대부분은 파지 (박테리아 세포 만 감염시키는 바이러스) 또는 플라스미드라고하는 구조를 변형하여 만들어집니다. 박테리아 인공 염색체는 다수의 플라스미드 기반 벡터 중 하나이다. 플라스미드는 염색체 DNA 외에 많은 박테리아가 함유하고있는 자유 부동 DNA 고리입니다. 그것들은 별도의 생명체로 간주되지 않지만 그럼에도 불구하고 유기체 내에서 유기체와 같은 행동을합니다 : 그들은 "살아있는"박테리아와 독립적으로 번식 할 수 있습니다.

박테리아 인공 염색체와 같은 플라스미드는 전기 천공 법 (electroporation)이라는 과정을 사용하여 박테리아에 삽입됩니다. 전기 천공은 전기 충격으로 세포막을 방해하여 분자가 삽입 될 수있는 일시적인 개구부를 만듭니다. BAC의 선구자들은 코스 미드 및 포스 미드와 같은 이국적인 이름을 가진 변형 된 플라스미드를 포함했습니다. 이들은 매우 작은 유전자만을 삽입하기에 충분한 수만 개의 DNA 염기쌍 만 가지고 다닐 수 있기 때문에 종종 연구에 대한 좌절감을 느꼈습니다.

1992 년 캘리포니아 공과 대학 연구원 인 시로 야 히로아키 (Hiroaki Shizuya)가 F- 인자라는 플라스미드를 변형하여 최초의 박테리아 인공 염색체를 만들었습니다. F- 인자 플라스미드는 유전 적 가변성 및 생존 가능성을 증가시키기 위해 환경 스트레스 기간 동안 한 세포에서 다른 세포로 DNA를 전달하기 위해 박테리아에 의해 자연적으로 사용된다. 이전 모델과 달리 BAC는 수십만 개의 DNA 염기쌍을 가진 큰 유전자 또는 한 번에 여러 유전자를 운반 할 수 있습니다.

많은 대형 BAC 라이브러리가 이제 대학, 민간 산업 및 정부 그룹에 의해 유지 관리됩니다. 조사중인 유전자 이외에도 많은 BAC에는보다 쉽게 ​​연구 할 수있는 도구가 포함되어 있습니다. 예를 들어, 일부 BAC에는 쉽게 식별 할 수 있도록 박테리아를 파란색으로 바꾸거나 빛나게하는 유전자가 들어 있습니다. 일부는 숙주가 특정 항체에 내성을 갖도록하는 유전자를 포함합니다. 배양 물은 문제의 항체로 세척하여 BAC를 보유한 박테리아를 제외한 모든 박테리아를 사멸시켜 정제 할 수 있습니다.

박테리아가 빠르게 번식하기 때문에, 박테리아 인공 염색체는 또한 연구를 위해 대량의 특정 유전자 서열을 복제하는데 사용될 수 있습니다. 이를 통해 실험실 조건에서 느리게 또는 예측할 수 없게 성장하는 유기체의 게놈에 대한 더 나은 연구가 가능해졌습니다. 복제 능력은 효과적인 항 바이러스 및 항균 약물을보다 신속하게 식별 할 수있게함으로써 질병 치료 연구를 가속화했습니다. 또한 연구 및 산업을 위해 다른 유기체의 유전자 변형에 사용되는 서열을보다 효과적으로 생산할 수있었습니다.