공동형질전환을 통한 무선발표지 형질전환체 제조 방법에 대해 설명하였다. 이 방식은 선발표지 유전자와 목표 유전자를 분리된 T-DNA로 만들어 아그로박테리움법이나 유전자총법을 사용하여 식물에 도입한 후, 유전자 분리가 발생된 식물체를 PCR 등을 사용하여 선별하고 육성하는 방법이다. 아그로박테리움법을 이용한 공동형질전환에서는 도입 유전자가 높은 빈도로 식물 게놈상의 다른 유전자 좌로 도입되며, 비연관된 방식으로 도입된 선발표지 유전자는 목표 유전자와 분리 가능하므로 무선발표지 형질전환체 제조에 활용할 수 있다.
<h1>본 론</h1> <h2>공동형질전환 이용한 무선발표지 식물체 제조</h2> <p>공동형질전환 (co-transformation)을 이용한 무선발표지 형질전환체 제조의 기본원리는 선발표지 유전자와 발현시키고자 하는 목표유전자를 분리된 T-DNA로 구성된 이원운반체로 만들어 아그로박테리움법이나 유전자총 (Biolistics)법을 이용하여 식물체에 도입하고, 선발표지 유전자가 연관 (linkage)되지 않게 도입되어 유전자 분리가 발생된 목표유전자 도입 식물체를 후대에 PCR 등의 기법을 사용하여 선발하여 육성하는 것이다.</p> <p>형질전환 식물체 제조를 위한 공동형질전환 방법은 공동형질전환 효욜이 높고, 제한된 선발표지 유전자를 사용하여 동시에 많은 유전자를 식물체에 도입할 수 있는 특징이 있다. 구체적인 예로 유전자총법을 이용하여 9개의 다른 T-DNA를 벼에 공동형질전환 한 Wu 등의 실험에서 형질전환된 모든 세포주들은 3개 이상의 유전자가 도입되었고 \( 17 \% \) (11/66)의 형질전환체는 9 개 유전자가 도두 도입되었다. 후대분석결과 복수 (multiple)의 유전자는 대부분 벼 게놈상의 같은 유전자 좌 (locus)에 연관되게 도입되어 있었다. 유전자총법으로 발생되는 높은연관 빈도는 복수의 목표유전자를 형질전환하기 위한 좋은 방법이 될 수 있지만, 후대에 유전자 분리가 발생되지 않기 때분에 선발표지 유전자의 제거 목적으로는 적합하지 않다.</p> <p>유전자총법에 비교하여 아그로박베 리음법을 이용한 공동형질전환은 도입유전자가 높은 빈도로 식물 게놈상의 다른 유전자 좌로 도입된다. 아그로박테리움법에 의해 비연관되게 도입된 선발표지 유전자는 목표유전자와 분리할 수 있어 무선발표지 형질전환체 제조에 이용할 수 있다. 아그로박베리움을 이용한 공동형질전환 방법은 다른 아그로박테리움 종을 이용하여 두 개의 다른 T-DNA를 이용하는 방법, 한 아그로박테리움에 다른 복제원점 (replicon)을 가지는 T-DNA를 이용하는 방법, 한 종류의 아그로박테리움내에 같은 복제원점을 이용하여 두 가지 다른 T-DNA를 위치시키는 방법의 세 가지 형태로 세분화 할 수 있다.</p> <p>아그로박테리움법을 이용한 공동형질전환 방법은 비교적 일찍 선발표지 유전자와 함께 비선발 유전자가 비교적 높은 효율로 식물체내로 도입할 수 있다는 결과가 보고되었고, 공동형질전환체 후대의 약 \( 50 \% \)(유채: \( 40 \% \), 담배 \( 58 \% \))에서 도입유전자간의 분리가 관찰되었다. 단일 아그로박테리움을 사용하는 방법과 다른 종류의 아그로박테리움 혼합물을 이용한 공동형질전환은 효율면에서 거의 동일하지만 식물체와 아그로박테리움 종간의 관계에 따라 연관빈도와 효율차이가 발생된다.</p> <p>무선발표지 형질전환식물체 생산을 위한 공동형질전환에서 게놈상의 비연관된 유전자 좌로의 T-DNA 도입은 선발표지 제거를 위해 필수적이다. 공동형질전환으로 도입되는 T-DNA의 연관도는 사용되는 아그로박테리움 종에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 즉 nopaline 유래의 아그로박테리움은 형질전환 효욜은 높지만 연관된 자리로 T-DNA를 도입하는 반면 상대적으로 octopine 유래의 아그로박테리움은 효욜은 낮지만 비연관된 자리로 T-DNA가 도입된다. 또한 T-DNA의 카피수, 식물조직, 식물조직당 박테리아의 수 등도 도입유전자의 유전자 위치와 관변된 주요인이다. 따라서 공동형질전환을 이용하여 효욜적으로 무선발표지 형질전환체를 만들기 위해서는 도입유전자의 T-DNA의 카피수를 낮추고 octopine 유래의 아그로박테리움을 사용하는 것과 같은 방법을 사용하여 형질전환 효욜은 낮지만 비연관 유전자 좌로 T-DNA의 도입을 유도하여야 한다.</p>