부위-특이적 재조합효소는 특정 DNA 염기서열을 인식하여 두 개의 인식부위에서 DNA의 재조합을 촉매하며, 방향성에 따라 DNA를 절단하거나 역위시키는 능력이 있다. 인식부위의 방향성은 짧은 역반복 서열로 둘러싸인 뉴클레오티드에 의해 결정되며, 이에 따라 재조합효소에 의한 DNA 재배열이 발생한다. 식물에서 발견되는 대표적 재조합 시스템에는 박테리오파지 P1의 Cre/loxP, Saccharomyces cerevisiae의 FLP/FRT, 그리고 Zygosaccharomyces rouxii의 \( \mathrm { R } / R S \) 시스템이 있다.
<p>아그로박테리움을 이용한 공동형질전환 방법은 형질전환체의 교배에 의한 유전자 분리에 의해 선발표지가 제거된 형질전환체를 만들 수 있다는 것이 증명되었다. 그러나 이러한 방법은 식물종에 따른 형질전환효욜 등의 차이로 모든 식물체에 적용할 수는 없으며, 선발표지를 사용하는 일반적인 형질전환 방법과 비교하여 4 배 이상의 많은 형질전환체 생산이 필요하다.</p> <h2>부위-특이적 재조합효소를 이용한 선발표지 제거</h2> <p>부위-특이적 재조합 (site-specific recombination)은 원핵생물과 하등 진핵생물의 삽입, 카피 숫자 유지 등과 관련된 기작에서 관찰되는 일반적 현상이다. 부위 특이적 재조합효소는 특이적 DNA 염기서열을 인식하여 두 개의 인식부위가 존재할 때 DNA의 재조합을 촉매하며, 일부 재조합효소는 다른 효소의 도움이 없어도 인식부위의 방향성 (정방향 또는 역방향)에 따라 DNA를 절단시키거나 역위 (invert)시키는 기능을 가지고 있어 넓은 활용성을 가진다.</p> <p>부위-특이적 재조합시스템들 가운데 여러 종류가 선발표지 제거목적으로 식불에 적용되었다. 식물에서 기능을 보이는 대표적 재조합 시스템은 박테리오파지 P1에서 발견된 Cre/loxP 재조합 시스템 (Russell et al. 1992), Saccharomyces cerevisiae 유래의 FLP/FRT 재조합 시스템 (Lloyd and Davis 1994) 및 Zygosaccharomyces rouxii 의 \( \mathrm { R } / R S \) 재조합 시스템 (Sugita et al. 2000)이 있다.</p> <p>부위-특이적 재조합 시스템의 인식부위는 짧은 역반복 서열에 둘러싸인 뉴클레오티드에 의해 방향성이 결정되며, 인식부위의 방향성에 따라 재조합효소에 의한 DNA 재배열이 일어나게 된다. 한 DNA 분자내에 인식부위가 정방향으로 위치할 경우 분자내 (intramolecular) 재조합으로 인한 절단이 일어나 한 개의 인식부위가 포함된 모분자 DNA와 다른 인식부위를 가진 원형 DNA체가 만들어지며, 두 DNA 분자에 한 개씩의 인식부위가 존재하는 경우에는 분자간 (intermolecular) 재조합으로 인한 삽입현상이 발생된다. 또한, 두 DNA 분자가 각각 두 개씩의 인식부위를 가지고 있다면 이중 재조합의 결과로 DNA 단편이 교환된다.</p> <p>Cre/loxP: Cre/loxP 시스템은 \( 38.5 \mathrm { kDa ~Cre } \) 재조합효소와 \( 34 \mathrm { bp } \)의 인식부위로 구성된다. 인식부위는 두 개의 \( 13 \mathrm { bp } \) 역반복서열과 \( 8 \mathrm { bp } \) 중심서열 구조로 야생형은 loxP로 표기한다. 무선발표지 형질전환식물체 제조를 위해 연구된 부위-특이적 재조합시스템 중 Cre/lox 시스템의 이용이 가장 활발하다. 선발표지 게거를 위해 Cre/lox 시스템이 처음 적용된 식물체는 담배이다.</p>