3C 기법을 이용한 크로마틴 배열 상태를 확인함으로써 유전자 전사 조절에 관한 정보가 밝혀져 다양한 분야의 질병 치료에 쓰일 수 있다.
<h1>3 C 기법의 응용</h1> <p>지난 10년 동안 3C 기법은 microarray, genome-wide deep sequencing, ChIP 기법 등과 결합하여 다양한 방법으로 진화되었다. 분석하고자 하는 DNA 절편에 프라이머를 고안하여 PCR로 3C 시료를 분석하는 원래의 기법은 사용한 프라이머에 해당하는 결과만을 제공하지만, microarray나 genome-wide sequencing을 이용하면 3C 시료에서 형성된 DNA절편들 사이의 연결을 광범위하게 분석할 수 있다. 4C (chromosome conformation capture-on-chip, circular chromosome conformation capture)는 또 한번의 제한효소(4 bp cutter) 처리와 연결 과정, 그리고 PCR을 통해 특정한 DNA 절편과 연결된 모든 절편들을 증폭시키고 그 절편들을 microarray로 분석하는 기법으로, 관심 있는 한 부분의 DNA와 물리적으로 가까이 있는 모든 DNA들에 대한 정보를 제공한다. 최근에는 microarray 대신 genome-wide sequencing을 이용함으로써(4C-seq) 4C 시료들을 좀 더 완벽하게 분석할 수 있다. 5C (chromosome conformation capture carbon copy)는 ligation-mediated amplification을 이용하여 시료를 제작하는 기법으로 microarray 분석을 통해 여러 절편들 사이의 연결 상태를 보여준다. Genome-wide sequencing 기법을 활용한 Hi-C기법은 3C 과정 중 제한효소 절단 부위에 biotin을 삽입하고 연결한 후 이 부분들은 분리하여 sequencing으로 분석함으로써, 모든 DNA 절편 사이의 연결을 보여준다.</p> <p>3C과정 중에 항체를 이용하면 크로마틴 입체 구조 형성에서 특정 단백질의 관여 및 역할을 설명할 수 있다. ChIP-loop (3C-loop, 3C-ChIP)은 특정 항체에 대해 침전된 크로마틴을 대상으로 3C를 수행하고, 그 시료를 PCR로 분석하는 기법으로, 특정 단백질과 관련된 DNA 절편 사이의 연결을 보여준다. ChIP-loop의 genome-wide 분석 방법이라고 할 수 있는 ChIA-PET (chromatin interaction analysis with paired-end tags)은 ChIP-loop의 원리를 기본으로 DNA 절편들의 연결부위에 biotin linker를 삽입하고 얻어진 시료를 sequencing함으로서 분석 범위를 게놈 전체로 확장한 것이다. Sequencing과 자료 분석 기술의 개발에 따라 3C가 Hi-C로 발전한 것처럼 ChIP-loop도 ChIA-PET으로 발전하며, 그 분석범위가 전체 게놈으로 확장된 것이다.</p> <h1>3C 기법의 미래</h1> <p>3C 기법은 단순한 원리와 실험 과정을 이용하여 입체 공간에서 크로마틴의 배열 상태를 보여준다. 이 기법을 통해 여러 유전자 좌위의 입체적 크로마틴 구조가 설명되었고, 이 구조들은 유전자 전사 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 특히 \( \beta- \)글로빈 좌위들을 포함한 복합 좌위의 전사 조절을 위해 크로마틴 입체 구조가 결정적 역할을 하는 것으로 보인다. 이러한 연구를 바탕으로 크로마틴 입체구조가 형성되는 기작, 히스톤 변형 및 뉴클레오좀 리모델링과 크로마틴 입체 구조 사이의 관계 등이 밝혀져야 할 것이며, 핵 내 공간적 위치와 크로마틴 입체 구조 형성 사이의 관계를 설명하는 것도 의미 있는 일일것이다. 또한 다양한 조직 및 세포, 그리고 각 발생 단계에서 유전체 전체의 크로마틴 입체 구조를 분석한다면 각 세포별로 전사 네트워크에 대한 기초 정보를 제공할 것이며, 이는 전사 조절 실패에 기인한 질병 치료 및 세포 분화 기술 개발 등의 다양한 분야에 새로운 미래를 제시할 것이다.</p>