AAV의 유전체 구조는 어떻게 생겼나요

AAV(아데노연관바이러스, adeno-associated virus)의 유전체는 단일가닥 DNA(ssDNA)이며, 전체 길이는 약 4.7 kb입니다. 전체적으로 매우 컴팩트한 구조를 가지고 있습니다.

야생형 AAV 유전체의 기본 구조

일반적으로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

ITR – rep – cap – ITR

1. ITR (inverted terminal repeats, 말단 역반복 서열)

• 유전체 양쪽 끝에 위치
• 각 말단은 약 145 nt
• AAV 유전체에서 가장 중요한 cis-작용 서열
• 주요 기능:

  • DNA 복제 시작
  • 유전체 패키징
  • 바이러스 유전체의 rescue 및 integration 관련 과정에 관여

ITR은 헤어핀 구조를 형성할 수 있으며, 이는 AAV 복제에 매우 중요합니다.

2. rep 유전자

• 복제 관련 단백질을 암호화
• 주로 4가지 단백질을 생성:

  • Rep78
  • Rep68
  • Rep52
  • Rep40

• 주요 기능:

  • 바이러스 복제 조절
  • 전사 조절
  • 유전체 패키징 관여
  • 경우에 따라 유전체 통합에 관여

3. cap 유전자

• 캡시드 단백질을 암호화
• 주로 다음 단백질을 생성:

  • VP1
  • VP2
  • VP3

• 이 세 단백질이 함께 바이러스 캡시드를 구성합니다
• 또한 AAP(assembly-activating protein) 같은 보조 단백질도 암호화하여 캡시드 조립에 관여합니다

재조합 AAV(rAAV) 벡터의 유전체 구조

유전자 치료에서 흔히 사용하는 것은 야생형 AAV가 아니라 재조합 AAV 벡터입니다. 일반적인 구조는 다음과 같습니다.

ITR – 프로모터 – 목적 유전자 – polyA – ITR

즉:

• 양 끝에는 ITR을 유지
• 가운데의 rep와 cap은 제거
• 그 자리에 원하는 외래 유전자 발현 카세트를 삽입

특징

• ITR은 반드시 필요
• rep/cap은 벡터 유전체 안에 포함되지 않고, 패키징 과정에서 보조 플라스미드로부터 제공됨
• AAV의 적재 용량은 제한적이며, 일반적으로 약 4.7 kb, 실제로는 보통 4.4–4.8 kb 정도로 맞추는 경우가 많음

간단한 도식

야생형 AAV

재조합 AAV 벡터