AAV 플라스미드의 GOI란? 목적 유전자와 벡터 구조 완벽 정리

AAV(아데노 연관 바이러스) 벡터에서 GOI(Gene of Interest)는 목적 유전자를 의미합니다. 즉, AAV 벡터를 이용해 표적 세포에 전달한 후 발현시키거나, 유전자 발현을 억제하거나, 기타 기능을 수행하도록 하기 위해 삽입하는 유전자 또는 기능성 서열을 말합니다.

일반적인 재조합 AAV(rAAV) 벡터에서 GOI는 보통 두 개의 ITR(Inverted Terminal Repeat, 역말단 반복서열) 사이에 위치하며, 프로모터, polyA 등의 발현 조절 요소와 함께 AAV transfer plasmid(전달 플라스미드)의 주요 발현 카세트를 구성합니다.

일반적인 AAV 발현 벡터는 다음과 같이 간단하게 나타낼 수 있습니다.

ITR — Promoter — GOI — polyA — ITR

각 요소의 주요 기능은 다음과 같습니다.

• ITR: AAV 유전체의 패키징에 필요한 말단 반복서열입니다.
• Promoter: GOI의 전사를 시작합니다. 조직 특이성이나 발현 수준 등의 목적에 따라 적절한 프로모터를 선택할 수 있습니다.
• GOI: 목적 유전자, 즉 AAV를 통해 표적 세포에 전달하고자 하는 유전자 또는 기능성 서열입니다.
• polyA: 전사 종결 및 polyadenylation 신호를 제공하며, 전사체의 안정성 등에 관여합니다.

GOI에는 어떤 서열이 포함될 수 있나요?

GOI는 반드시 하나의 완전한 단백질 코딩 유전자만을 의미하는 것은 아닙니다. 연구 목적에 따라 다양한 유전자 또는 기능성 핵산 서열을 설계할 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

• 단백질 코딩 유전자: 유전자 과발현 또는 기능 보완 등의 목적으로 사용합니다.
• 리포터 유전자: GFP, mCherry, Luciferase 등이 있으며, AAV의 전달 및 유전자 발현을 평가하는 데 사용합니다.
• Cre와 같은 재조합효소 유전자: 조건부 유전자 조작 등에 사용합니다.
• shRNA, miRNA 등의 발현 카세트: 특정 유전자의 발현을 억제하는 데 사용합니다.
• 기타 기능성 핵산 서열: 연구 목적에 따라 설계할 수 있습니다.

다만, GOI는 AAV의 캡시드 단백질을 암호화하는 Cap 유전자나 복제에 관여하는 Rep 유전자와는 구분됩니다. 일반적인 rAAV 생산에서는 GOI를 포함한 AAV 유전체가 transfer plasmid에 탑재되며, Rep 및 Cap과 같은 패키징에 필요한 기능은 일반적으로 별도의 플라스미드에서 제공합니다.

간단히 말하면, GOI는 “AAV 벡터를 통해 표적 세포에 전달하고자 하는 목적 유전자 또는 기능성 서열”을 의미합니다.