1. 렌티바이러스 4-플라스미드 시스템 개요
렌티바이러스(Lentivirus)의 4-플라스미드 패키징 시스템(4-plasmid system) 은 현재 가장 널리 사용되는 3세대(Third-generation) 패키징 방식으로, 높은 안전성과 효율성을 제공합니다.
초기 3-플라스미드 시스템보다 바이러스 기능 유전자를 더 세분화하여 복제형 렌티바이러스(RCL, Replication-Competent Lentivirus) 가 생성될 위험을 현저히 줄였습니다.
2. 네 가지 플라스미드 구성 요소
| 플라스미드 종류 | 예시 플라스미드 이름 | 주요 기능 |
| 1. 전달 벡터 (Transfer vector) | pLVX, pLenti, pCDH 등 | 목적 유전자(GOI, Gene of Interest)와 조절 요소(프로모터, 형광/항성 유전자 등)를 포함하며, 실제로 숙주세포에 전달되는 벡터입니다. |
| 2. 패키징 플라스미드 (Packaging plasmid) | pMDLg/pRRE 또는 pGag/Pol | Gag 단백질(구조 단백질)과 Pol 단백질(역전사효소, 인테그레이스 등)을 발현하여 바이러스 핵심 구조를 형성합니다. |
| 3. Rev 플라스미드 | pRSV-Rev 또는 pCMV-Rev | Rev 단백질을 발현하여 바이러스 RNA의 핵 내 수출과 포장 효율을 높입니다. 3세대 시스템에서는 Rev를 별도로 분리하여 안전성을 향상시켰습니다. |
| 4. 외피 플라스미드 (Envelope plasmid) | pMD2.G 또는 VSV-G | VSV-G 당단백질을 발현하여 다양한 숙주세포에 대한 감염성을 부여합니다. |
3. 패키징 원리
HEK293T 등 고효율 트랜스펙션 세포에 위 네 가지 플라스미드를 동시에 공동전달(co-transfection)하면,
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Packaging 플라스미드에서 Gag/Pol, Rev, VSV-G 등의 보조 단백질이 발현되고,
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Transfer vector 상의 목적 유전자 RNA가 이 단백질들에 의해 바이러스 입자 안에 포장되며,
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완성된 렌티바이러스 입자가 세포 배양액으로 분비됩니다.
이후 상등액을 수집하면 감염 실험에 사용할 수 있습니다.
4. 3-플라스미드 시스템과의 비교
| 구분 | 3-플라스미드 시스템 | 4-플라스미드 시스템 |
| 플라스미드 수 | 3개 | 4개 |
| Rev 유전자 | Gag/Pol과 같은 벡터에 존재 | Rev가 독립된 벡터로 분리 |
| 안전성 | 높음 | 매우 높음 (RCL 형성 위험 최소화) |
| 대표 조합 | psPAX2 + pMD2.G + 전달 벡터 | pMDLg/pRRE + pRSV-Rev + pMD2.G + 전달 벡터 |
5. 장점 및 응용 분야
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유전자 과발현, shRNA/siRNA 기반 유전자 발현 억제, CRISPR 시스템 등 다양한 연구에 사용 가능
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높은 바이러스 역가(titer)와 안정성 확보
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복제 관련 유전자가 대부분 제거되어 생물안전성(Biosafety level) 이 향상됨
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