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형질전환

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목차

1. 개요

형질전환은 세균, 효모, 식물, 동물 등 다양한 생명체에 외부 DNA를 도입하여 유전적 형질을 변화시키는 기술을 의미한다. 1928년 프레더릭 그리피스가 폐렴쌍구균을 이용한 실험을 통해 처음 발견되었으며, 오즈월드 에이버리 등의 연구를 통해 DNA가 형질전환의 원리임이 밝혀졌다. 자연 형질전환은 세균이 DNA를 흡수하여 유전형질을 획득하는 과정이며, 인공 형질전환은 유전자 조작에 활용된다. 형질전환 기술은 세균, 효모, 식물, 동물 등 다양한 생명체에 적용되며, 항생제 내성, 영양 요구성 등을 이용한 선별 과정을 거쳐 응용된다.

2. 역사

형질전환은 1928년 프레더릭 그리피스의 그리피스 실험을 통해 처음 알려졌으며, 1944년 오즈월드 에이버리 등에 의해 DNA가 형질전환의 원인 물질임이 밝혀졌다.[65][66]

초기에는 대장균이 형질전환에 저항성이 있다고 여겨졌으나, 1970년 머튼 맨델과 아키코 히가가 염화칼슘 처리를 통해 대장균 형질전환을 성공시켰다.[6] 이후 스탠리 코헨 등이 플라스미드 DNA 형질전환에도 성공하면서 형질전환 기술은 생명공학 분야에서 널리 활용되기 시작했다.[7]

1980년대 후반에는 전기천공법이 개발되어 형질전환 효율이 더욱 높아졌으며,[9] 형질전환 마우스 제작, 뿌리혹병균을 이용한 식물 형질전환 등 다양한 생물체에 대한 형질전환 연구가 진행되었다.[10][12] 1980년대 존 샌포드는 생체탄도 입자 전달 시스템(유전자총)을 발명하였다.[14][15][16]

세균 형질전환 개략도 – 인공적으로 형질전환능을 유도해야 함


인공적으로 세균의 형질전환 능력을 유도하는 방법은 세포를 자연 상태에서는 일어나지 않는 조건에 노출시켜 DNA에 대해 수동적으로 투과성을 갖도록 만드는 실험실 절차를 포함한다.[43] 일반적으로 세포는 열 충격에 노출되기 전에 차가운 조건에서 이가 양이온(종종 염화칼슘을 포함하는 용액)에 배양된다. 염화칼슘은 세포막을 부분적으로 파괴하여 재조합 DNA가 숙주 세포로 들어갈 수 있게 한다. DNA를 흡수할 수 있는 세포를 형질전환 가능 세포(competent cells)라고 한다.

2. 1. 초기 발견

형질전환은 1928년 프레더릭 그리피스가 폐렴쌍구균을 이용한 그리피스 실험을 통해 처음으로 발견하였다.[65] 그리피스는 박테리아 사이에 유전형질이 전환될 수 있음을 밝혔으나, 그 원인에 대해서는 알 수 없었다.[65] 1944년 오즈월드 에이버리는 그리피스의 실험을 정교하게 통제하여 열처리한 S형 균을 탄수화물, 단백질, DNA로 구분하여 R형 균에 투입하였고, 그 결과 DNA가 형질변환의 원인임을 밝혀내었다.[66]

오스왈드 에이버리(Oswald Avery), 콜린 맥리오드(Colin Munro MacLeod), 맥린 매카시(Maclyn McCarty)는 ''폐렴쌍구균''의 병원성 균주로부터 DNA를 분리하여 이 DNA만을 사용하여 무해한 균주를 병원성으로 만들 수 있었다. 그들은 세균에 의한 DNA의 흡수와 혼입을 "형질전환"이라고 불렀다(에이버리-맥리오드-매카시 실험 참조).[4]

이후 조슈아 레더버그(Joshua Lederberg)가 유전자 마커의 개발과 다른 유전자 전달 방법(1947년 접합과 1953년 형질도입)을 발견하면서 에이버리의 실험이 받아들여졌다.[5]

1970년, 머튼 맨델(Morton Mandel)과 아키코 히가(Akiko Higa)는 염화칼슘 용액으로 처리한 후 ''대장균(Escherichia coli)''이 람다 파지로부터 DNA를 흡수하도록 유도할 수 있음을 보였다.[6] 1972년, 스탠리 코헨(Stanley Norman Cohen), 애니 창(Annie Chang)과 레슬리 슈(Leslie Hsu)는 염화칼슘 처리가 플라스미드 DNA의 형질전환에도 효과적임을 보였다.[7]

2. 2. 형질전환 원리의 규명

프레더릭 그리피스는 1928년에 폐렴쌍구균을 이용한 그리피스 실험을 통해 박테리아 사이에 유전형질이 전환될 수 있음을 처음으로 관찰하였다.[65] 그러나 그 원인은 알 수 없었다. 1944년 오즈월드 에이버리는 그리피스의 실험을 정교하게 통제하여 열처리한 S형 균을 탄수화물, 단백질, DNA로 구분하여 R형 균에 투입하였고, 그 결과 DNA가 형질전환의 원인임을 밝혀내었다.[66]

오즈월드 에이버리, 콜린 맥리오드, 맥린 매카시는 ''폐렴쌍구균''의 병원성 균주로부터 DNA를 분리하여 이 DNA만을 사용하여 무해한 균주를 병원성으로 만들 수 있었다. 그들은 세균에 의한 DNA 흡수와 혼입을 "형질전환"이라고 불렀다 (에이버리-맥리오드-매카시 실험 참조).[4]

2. 3. 대장균 형질전환

1970년, 머튼 맨델(Morton Mandel)과 아키코 히가(Akiko Higa)는 염화칼슘 용액으로 처리한 후 ''대장균(Escherichia coli)''이 람다 파지로부터 DNA를 보조 파지를 사용하지 않고 흡수하도록 유도할 수 있음을 보였다.[6] 2년 후인 1972년, 스탠리 코헨(Stanley Norman Cohen), 애니 창(Annie Chang)과 레슬리 슈(Leslie Hsu)는 염화칼슘 처리가 플라스미드 DNA의 형질전환에도 효과적임을 보였다.[7] 맨델과 히가의 형질전환 방법은 나중에 더글러스 하나한(Douglas Hanahan)에 의해 개선되었다.[8] ''대장균''에서 인공적으로 유도된 유능성의 발견은 세균을 형질전환하는 효율적이고 편리한 절차를 만들었고, 이는 생명공학과 연구에서 더 간단한 분자 클로닝 방법을 가능하게 했으며, 현재는 일반적인 실험실 절차가 되었다.

전기천공법(electroporation)을 이용한 형질전환은 1980년대 후반에 개발되어 시험관 내 형질전환의 효율을 높이고 형질전환될 수 있는 세균 균주의 수를 증가시켰다.[9]

2. 4. 형질전환 기술의 발전

세균에서의 형질전환은 1928년 영국의 세균학자 프레더릭 그리피스(Frederick Griffith)에 의해 처음으로 입증되었다.[3] 그리피스는 열처리한 세균을 주입하는 것이 쥐에게 폐렴 백신을 접종하는 데 사용될 수 있는지 확인하고자 했다. 그러나 그는 비병원성 ''폐렴쌍구균(Streptococcus pneumoniae)'' 균주가 열처리된 병원성 균주에 노출된 후 병원성을 갖게 될 수 있다는 것을 발견했다. 그리피스는 열처리된 균주로부터 유래한 어떤 "형질전환 원리"가 무해한 균주를 병원성으로 만드는 원인이라고 가정했다. 1944년 이 "형질전환 원리"는 오스왈드 에이버리(Oswald Avery), 콜린 맥리오드(Colin Munro MacLeod), 맥린 매카시(Maclyn McCarty)에 의해 유전 물질로 확인되었다. 그들은 ''폐렴쌍구균''의 병원성 균주로부터 DNA를 분리하여 이 DNA만을 사용하여 무해한 균주를 병원성으로 만들 수 있었다. 그들은 세균에 의한 DNA의 흡수와 혼입을 "형질전환"이라고 불렀다 (에이버리-맥리오드-매카시 실험 참조).[4] 에이버리 등의 실험 결과는 처음에는 과학계에서 회의적으로 받아들여졌고, 유전자 마커의 개발과 다른 유전자 전달 방법(1947년 접합과 1953년 형질도입)의 발견이 조슈아 레더버그(Joshua Lederberg)에 의해 이루어질 때까지 에이버리의 실험이 받아들여지지 않았다.[5]

처음에는 일반적으로 사용되는 실험용 생물체인 ''대장균(Escherichia coli)''이 형질전환에 저항성이 있다고 생각되었다. 그러나 1970년, 머튼 맨델(Morton Mandel)과 아키코 히가(Akiko Higa)는 염화칼슘 용액으로 처리한 후 ''대장균''이 람다 파지로부터 DNA를 보조 파지를 사용하지 않고 흡수하도록 유도할 수 있음을 보였다.[6] 2년 후인 1972년, 스탠리 코헨(Stanley Norman Cohen), 애니 창(Annie Chang)과 레슬리 슈(Leslie Hsu)는 염화칼슘 처리가 플라스미드 DNA의 형질전환에도 효과적임을 보였다.[7] 맨델과 히가의 형질전환 방법은 나중에 더글러스 하나한(Douglas Hanahan)에 의해 개선되었다.[8] ''대장균''에서 인공적으로 유도된 유능성의 발견은 세균을 형질전환하는 효율적이고 편리한 절차를 만들었고, 이는 생명공학과 연구에서 더 간단한 분자 클로닝 방법을 가능하게 했으며, 현재는 일반적인 실험실 절차가 되었다.

전기천공법(electroporation)을 이용한 형질전환은 1980년대 후반에 개발되어 시험관 내 형질전환의 효율을 높이고 형질전환될 수 있는 세균 균주의 수를 증가시켰다.[9] 동물 및 식물 세포의 형질전환도 조사되었으며, 첫 번째 형질전환 마우스는 1982년 쥐의 성장 호르몬 유전자를 마우스 배아에 주입하여 만들어졌다.[10] 1897년 식물 종양을 일으키는 세균인 ''뿌리혹병균(Agrobacterium tumefaciens)''이 발견되었고, 1970년대 초 종양 유발 물질이 Ti 플라스미드라고 하는 DNA 플라스미드임이 밝혀졌다.[11] 플라스미드에서 종양을 일으키는 유전자를 제거하고 새로운 유전자를 추가함으로써 연구자들은 ''뿌리혹병균''으로 식물을 감염시키고 세균이 선택된 DNA를 식물의 게놈에 삽입하도록 할 수 있었다.[12] 모든 식물 세포가 ''뿌리혹병균''의 감염에 취약한 것은 아니므로 전기천공법(electroporation)과 미세주입을 포함한 다른 방법이 개발되었다.[13] 입자 폭격은 1980년대 존 샌포드(John C. Sanford)에 의해 생체탄도 입자 전달 시스템(Biolistic Particle Delivery System)(유전자총)이 발명됨으로써 가능해졌다.[14][15][16]

인공적으로 세균의 형질전환 능력을 유도하는 방법은 세포를 자연 상태에서는 일어나지 않는 조건에 노출시켜 DNA에 대해 수동적으로 투과성을 갖도록 만드는 실험실 절차를 포함한다.[43] 일반적으로 세포는 열 충격에 노출되기 전에 차가운 조건에서 이가 양이온(종종 염화칼슘을 포함하는 용액)에 배양된다. 염화칼슘은 세포막을 부분적으로 파괴하여 재조합 DNA가 숙주 세포로 들어갈 수 있게 한다. DNA를 흡수할 수 있는 세포를 형질전환 가능 세포(competent cells)라고 한다.

대장균(''E. coli'') 표면은 세포 표면의 인지질과 리포다당류 때문에 음전하를 띠고 있으며, DNA 또한 음전하를 띤다. 따라서 이가 양이온의 한 가지 기능은 인산기 및 기타 음전하를 조정하여 전하를 차폐하여 DNA 분자가 세포 표면에 부착될 수 있도록 하는 것이다.

차가운 조건에서 이가 양이온에 세포를 노출시키면 세포 표면 구조가 변하거나 약해져 DNA에 대한 투과성이 높아질 수 있다는 주장이 있다. 열 충격은 세포막을 가로질러 열 불균형을 생성하여 DNA가 세포 기공 또는 손상된 세포벽을 통해 세포로 들어가도록 하는 것으로 생각된다.

전기천공법(Electroporation)은 형질전환 능력을 높이는 또 다른 방법이다. 이 방법에서는 세포를 10-20 kV/cm의 전기장으로 짧게 충격을 가하는데, 이는 세포막에 플라스미드 DNA가 들어갈 수 있는 구멍을 생성하는 것으로 생각된다. 전기 충격 후에는 세포의 막 수리 메커니즘에 의해 구멍이 빠르게 닫힌다.

3. 자연 형질전환

형질전환은 세균에서 자연적으로 발생하는 수평적 유전자 이동의 한 형태로, DNA가 한 세균에서 다른 세균으로 전달되어 수용체 게놈에 통합되는 과정이다. 이는 형질도입, 접합과 함께 세균의 유전적 다양성을 높이는 주요 기작 중 하나이다.[1] 자연 형질전환은 DNA 손상 복구를 위한 적응 과정으로, 동시에 유전적 다양성을 생성하는 것으로 알려져 있다.[1][18]

형질전환은 다양한 세균 종에서 연구되었는데, 특히 의학적으로 중요한 그람 음성균 및 그람 양성균, 토양 세균 등에서 활발히 연구되었다. 주요 연구 대상 세균은 다음과 같다:[17][18]

주요 형질전환 연구 대상 세균
분류세균 종류
그람 음성균헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori), 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 뇌수막염균(Neisseria meningitidis), 임균(Neisseria gonorrhoeae), 인플루엔자균(Haemophilus influenzae), 콜레라균(Vibrio cholerae), 슈도모나스 스투체리(Pseudomonas stutzeri), 아시네토박터 베일리(Acinetobacter baylyi), 랄스토니아 솔라나세아룸(Ralstonia solanacearum), 크실렐라 파스티디오사(Xylella fastidiosa)
그람 양성균폐렴구균(Streptococcus pneumoniae), 뮤탄스 연쇄상구균(Streptococcus mutans), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 스트렙토코커스 산귀니스(Streptococcus sanguinis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)



"형질전환"이라는 용어는 비세균 세포에 새로운 유전 물질을 삽입하는 것을 설명하는 데에도 사용될 수 있지만, 동물 세포와 관련해서는 "형질전환"이 암 상태로의 진행을 나타내는 특별한 의미를 가지므로, 이 과정은 "형질감염"이라고 한다.

3. 1. 자연 형질전환능 (Natural competence)

형질전환능은 환경에서 외인성 DNA를 흡수할 수 있는 일시적인 상태를 말하며, 실험실에서 유도될 수 있다.[1]

자연적으로 형질전환 능력을 가진 세균은 DNA를 세포막을 가로질러 이동시키는 단백질 기구를 제공하는 유전자 세트를 가지고 있다. 외래 DNA의 세포 내 수송에는 IV형 필리 조립 및 II형 분비계에 관여하는 단백질과 세포질막의 DNA 트랜스로케이스 복합체가 필요할 수 있다.[23]

그람 양성균과 그람 음성균의 세포 외피 구조의 차이로 인해 이들 세포에서 DNA 흡수 메커니즘에 약간의 차이가 있지만, 대부분 관련 단백질이 관여하는 공통적인 특징을 공유한다. DNA는 먼저 DNA 수용체에서 형질전환 능력을 가진 세포의 표면에 결합하고 DNA 트랜스로케이스를 통해 세포질막을 통과한다.[20] 단일 가닥 DNA만 통과할 수 있으며, 다른 가닥은 이 과정에서 뉴클레아제에 의해 분해된다. 전좌된 단일 가닥 DNA는 그 후 RecA 의존성 과정에 의해 세균 염색체에 통합될 수 있다. 그람 음성 세포의 경우 추가적인 막이 존재하기 때문에 DNA는 외막에 있는 세크레틴에 의해 형성된 채널이 필요하다. 필린이 형질전환 능력에 필요할 수 있지만 그 역할은 불확실하다.[21] DNA 흡수는 일반적으로 염기서열 특이적이지 않지만, 일부 종에서는 특정 DNA 흡수 서열의 존재가 효율적인 DNA 흡수를 촉진할 수 있다.[22]

3. 2. 자연 형질전환의 기작

형질전환은 세균에서 자연적으로 발생하는 세 가지 형태의 수평적 유전자 이동 중 하나이다. 형질전환 과정에서 형질을 암호화하는 DNA는 한 세균에서 다른 세균으로 전달되어 상동 재조합에 의해 수용체 게놈에 통합된다. 다른 두 가지는 형질도입(박테리오파지를 통해 이루어짐)과 세균 간 직접 접촉을 통해 유전자가 전달되는 접합이다.[1] 형질전환에서 유전 물질은 매개체를 통해 전달되며, 흡수는 수용체 세균에 전적으로 의존한다.[1]

형질전환능은 환경에서 외인성 DNA를 흡수할 수 있는 일시적인 상태를 말하며, 실험실에서 유도될 수 있다.[1]

자연적으로 형질전환 능력을 가진 세균은 DNA를 세포막을 가로질러 이동시키는 단백질 기구를 제공하는 유전자 세트를 가지고 있다. 외래 DNA의 세포 내 수송에는 IV형 필리 조립 및 II형 분비계에 관여하는 단백질과 세포질막의 DNA 트랜스로케이스 복합체가 필요할 수 있다.[23]

그람 양성균과 그람 음성균의 세포 외피 구조의 차이로 인해 이들 세포에서 DNA 흡수 메커니즘에 약간의 차이가 있지만, 대부분 관련 단백질이 관여하는 공통적인 특징을 공유한다. DNA는 먼저 DNA 수용체에서 형질전환 능력을 가진 세포의 표면에 결합하고 DNA 트랜스로케이스를 통해 세포질막을 통과한다.[20] 단일 가닥 DNA만 통과할 수 있으며, 다른 가닥은 이 과정에서 뉴클레아제에 의해 분해된다. 전좌된 단일 가닥 DNA는 그 후 RecA 의존성 과정에 의해 세균 염색체에 통합될 수 있다. 그람 음성 세포의 경우 추가적인 막이 존재하기 때문에 DNA는 외막에 있는 세크레틴에 의해 형성된 채널이 필요하다. 필린이 형질전환 능력에 필요할 수 있지만 그 역할은 불확실하다.[21] DNA 흡수는 일반적으로 염기서열 특이적이지 않지만, 일부 종에서는 특정 DNA 흡수 서열의 존재가 효율적인 DNA 흡수를 촉진할 수 있다.[22]

자연 형질전환은 수많은 박테리아 유전자의 발현에 의존하는 박테리아의 DNA 전달을 위한 적응 과정으로, 이 유전자들의 산물이 이 과정에 관여하는 것으로 보인다.[23][19] 일반적으로 형질전환은 복잡하고 에너지를 필요로 하는 발달 과정이다. 박테리아가 외인성 DNA를 결합하고 흡수하여 염색체에 재조합하기 위해서는 특수한 생리적 상태에 들어가야 한다. '''바실러스 서브틸리스'''에서의 유능세포(competent cell) 발달은 약 40개의 유전자 발현을 필요로 한다.[24] 숙주 염색체에 통합된 DNA는 대개(드문 예외는 있지만) 동일 종의 다른 박테리아에서 유래하며, 따라서 기존 염색체와 상동적이다.

'''B. subtilis'''에서 전달된 DNA의 길이는 1271kb(100만 염기쌍 이상)를 초과한다.[25] 전달된 길이는 이중 나선 DNA일 가능성이 높으며, 종종 4215kb의 전체 염색체 길이의 3분의 1을 넘는다.[26] 수용 세포의 약 7~9%가 전체 염색체를 흡수하는 것으로 보인다.[27]

자연 형질전환 능력은 여러 원핵생물에서 나타나는 것으로 보이며, 지금까지 7개의 다른 문에 속하는 67종의 원핵생물이 이 과정을 거치는 것으로 알려져 있다.[19]

형질전환에 대한 유능세포 상태는 일반적으로 높은 세포 밀도 및/또는 영양 제한, 즉 박테리아 성장의 정지기에 관련된 조건에 의해 유도된다. '''헤모필루스 인플루엔자'''에서의 형질전환은 박테리아 성장이 정지기에 접근함에 따라 지수 성장기 말기에 가장 효율적으로 일어난다.[28] '''스트렙토코쿠스 뮤탄스'''와 다른 많은 스트렙토코쿠스 속 박테리아에서의 형질전환은 높은 세포 밀도에서 일어나며 생물막 형성과 관련이 있다.[29] '''B. subtilis'''에서의 유능세포 상태는 특히 아미노산 제한 조건 하에서 대수 성장기 말기에 유도된다.[30] 마찬가지로, 연구가 잘 되지 않은 '''방선균''' 문의 대표적인 종인 '''마이크로코쿠스 루테우스'''에서 유능세포 상태는 중후기 지수 성장 단계 동안 발달하며 아미노산 기아에 의해 유발된다.[31][32]

특정 박테리오파지는 완전한 숙주 및 플라스미드 DNA를 방출함으로써 형질전환에 기여하는 것으로 생각된다.[33]

3. 3. 자연 형질전환의 의의

형질전환은 세균에서 자연적으로 발생하는 세 가지 형태의 수평적 유전자 이동 중 하나로, 형질을 암호화하는 DNA가 한 세균에서 다른 세균으로 전달되어 상동 재조합에 의해 수용체 게놈에 통합되는 과정이다. 다른 두 가지는 형질도입(박테리오파지를 통해 이루어짐)과 세균 간 직접 접촉을 통해 유전자가 전달되는 접합이다.[1] 형질전환에서 유전 물질은 매개체를 통해 전달되며, 흡수는 수용체 세균에 전적으로 의존한다.[1]

형질전환능은 환경에서 외인성 DNA를 흡수할 수 있는 일시적인 상태를 말하며, 실험실에서 유도될 수 있다.[1]

이는 공통 조상인 원핵생물로부터 유전된 오래된 과정으로 보이며, 특히 스트레스 조건에서 획득한 손상을 포함한 DNA 손상의 재조합 복구를 촉진하는 유익한 적응으로 여겨진다. 자연 유전자 형질전환은 DNA 손상 복구를 위한 적응으로 보이며, 동시에 유전적 다양성을 생성한다.[1][18]

형질전환은 '''헬리코박터 파일로리(''' ''Helicobacter pylori''), '''레지오넬라 뉴모필라(''' ''Legionella pneumophila''), '''뇌수막염균(''' ''Neisseria meningitidis''), '''임균(''' ''Neisseria gonorrhoeae''), '''인플루엔자균(''' ''Haemophilus influenzae''), '''콜레라균(''' ''Vibrio cholerae'')과 같은 의학적으로 중요한 그람 음성균 종에서 연구되어 왔다.[17] 토양에서 발견되는 '''슈도모나스 스투체리(''' ''Pseudomonas stutzeri''), '''아시네토박터 베일리(''' ''Acinetobacter baylyi''), 그리고 '''랄스토니아 솔라나세아룸(''' ''Ralstonia solanacearum'')과 '''크실렐라 파스티디오사(''' ''Xylella fastidiosa'')와 같은 그람 음성 식물 병원균에서도 연구되었다.[17] 그람 양성균의 형질전환은 '''폐렴구균(''' ''Streptococcus pneumoniae''), '''뮤탄스 연쇄상구균(''' ''Streptococcus mutans''), '''황색포도상구균(''' ''Staphylococcus aureus''), '''사구균(''' ''Streptococcus sanguinis'')과 같은 의학적으로 중요한 종과 토양 그람 양성균인 '''바실러스 서브틸리스(''' ''Bacillus subtilis'')에서 연구되었다.[18] 또한 여러 다른 종류에 분포하는 최소 30종의 ''슈도모나도타''에서 보고되었다.[19] 형질전환과 관련하여 가장 잘 연구된 ''슈도모나도타''는 의학적으로 중요한 인간 병원체인 '''임균(''' ''Neisseria gonorrhoeae''), '''인플루엔자균(''' ''Haemophilus influenzae''), 그리고 '''헬리코박터 파일로리(''' ''Helicobacter pylori'')이다.[18]

4. 인공 형질전환

인공 형질전환은 자연 상태에서는 일어나지 않는 조건에 세포를 노출시켜 DNA 투과성을 높이는 방식으로 이루어진다.

세균(Bacteria)의 경우, 일반적으로 열 충격(heat shock) 전에 차가운 조건에서 염화칼슘 용액에 세포를 배양한다. 염화칼슘은 세포막을 부분적으로 파괴하여 유전자 조작을 통해 만든 재조합 DNA가 숙주 세포로 들어갈 수 있게 한다. DNA를 흡수할 수 있는 세포를 형질전환 가능 세포(competent cells)라고 한다. 전기천공은 세포에 10kV/cm~20kV/cm의 전기장으로 짧게 충격을 가해 세포막에 구멍을 생성하여 플라스미드 DNA가 들어가게 하는 방법이다. 형질전환 효율은 사용된 DNA μg당 집락 형성 단위(cfu)로 측정된다.

진핵세포의 형질전환은 형질주입이라고 하며, 원핵세포에 핵산을 넣는 형질전환과는 다르다. 효모의 경우, 세포벽을 분해하는 효소 처리, 알칼리 양이온 노출, 전기천공법등의 방법이 사용된다. 식물 세포의 형질전환에는 아그로박테리움을 이용한 방법, 바이러스 형질전환(형질도입), 유전자총, 전기천공법등이 사용된다. 균류의 형질전환은 식물 형질전환과 유사한 방법이 사용되지만, 균류의 미세 구조 및 생화학적 특성을 고려하여 처리해야 한다. 동물 세포의 형질전환은 형질감염이라고 하며, 별도의 문서에서 자세히 설명하고 있다.

4. 1. 세균 형질전환

세균(Bacteria)에서 형질전환은 흔히 관찰되며, 인공적인 유전자 조작을 통해 이루어질 수도 있다. 자신의 DNA가 아닌 외부 DNA를 받아들여 형질전환이 일어난 세포는 형질전환 수용세포라고 불린다. 형질전환된 수용세포는 접합과 형질도입을 통해 새로운 유전형질을 확산시킬 수 있다.

DNA 손상은 세균의 유능성(competence)을 유도하는 요인 중 하나이다. 예를 들어, ''폐렴 연쇄상구균''(''Streptococcus pneumoniae'')은 DNA 손상을 유발하는 미토마이신 C나 플루오로퀴놀론에 의해 형질전환이 유도된다.[34] ''바실루스 서브틸리스''(''B. subtilis'')는 자외선에 의해 형질전환이 증가한다.[35] ''헬리코박터 파일로리''(''Helicobacter pylori'')는 시프로플록사신에 의해 유능성 유전자의 발현이 유도되어 형질전환 빈도가 증가한다.[36] ''레지오넬라 뉴모필라''(''Legionella pneumophila'')의 경우, DNA 손상을 유발하는 미토마이신 C, 노르플록사신, 오플록사신, 날리딕산,[38] 바이시클로마이신,[39] 히드록시우레아[40] 등의 물질과 자외선이 유능성을 유도한다.[37]

세균은 대수 증식기 동안 세포 내에 여러 개의 염색체 사본을 가질 수 있으며, 이는 상동 재조합 복구(HRR)를 통해 DNA 손상을 효과적으로 복구할 수 있게 한다. 그러나 정지기에는 염색체 사본이 하나만 존재하므로, HRR을 위해서는 형질전환을 통해 외부에서 상동 주형을 받아들여야 한다.[41]

여러 실험을 통해 형질전환 DNA가 수용체 DNA의 손상을 복구하는 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 특히, 자외선에 의해 손상된 ''B. subtilis''의 DNA는 형질전환을 통해 복구될 수 있으며, 이 과정에는 HRR이 중요한 역할을 한다.[42][41] 세균의 형질전환은 원시적인 성적 과정으로 간주될 수 있으며, 진핵생물의 감수 분열적 성적 생식의 조상 과정이었을 가능성이 있다.

인공적으로 세균의 형질전환 능력을 유도하기 위해, 세포를 자연 상태에서는 일어나지 않는 조건에 노출시켜 DNA에 대해 투과성을 갖도록 만든다.[43] 일반적으로 세포는 열 충격(heat shock) 전에 차가운 조건에서 염화칼슘 용액에 배양된다. 염화칼슘은 세포막을 부분적으로 파괴하여 재조합 DNA가 숙주 세포로 들어갈 수 있게 한다. DNA를 흡수할 수 있는 세포를 형질전환 가능 세포(competent cells)라고 한다.

그람음성균을 20mM Mg에서 배양하면 세포막 유동성이 증가하여 형질전환이 용이해진다.[44] 리포다당류의 O-사이드 체인이 짧을수록 형질전환이 더 효과적이다.[44]

'''대장균'''(''E. coli'')과 같은 세균의 표면은 인지질과 리포다당류 때문에 음전하를 띠고, DNA 또한 음전하를 띤다. 이가 양이온은 전하를 차폐하여 DNA가 세포 표면에 부착될 수 있도록 돕는다.

'''대장균''' 세포로의 DNA 유입은 부착 영역(zones of adhesion) 또는 Bayer 접합부(Bayer's junction)를 통해 이루어진다. 코발라민은 DNA 흡수를 억제한다. DNA 흡수에 관여하는 또 다른 채널은 폴리(HB):폴리 P:Ca로 구성된다.

세포를 차가운 조건에서 이가 양이온에 노출시키면 세포 표면 구조가 약해져 DNA 투과성이 높아진다. 열 충격은 세포막에 열 불균형을 생성하여 DNA가 세포로 들어가게 한다.

전기천공은 세포에 10kV/cm~20kV/cm의 전기장으로 짧게 충격을 가해 세포막에 구멍을 생성하여 플라스미드 DNA가 들어가게 하는 방법이다.

세균에서 인공적으로 유도된 능력의 발견은 *대장균*과 같은 세균을 DNA 조작 및 단백질 발현을 위한 편리한 숙주로 사용할 수 있게 한다. 복제 기점을 포함하는 플라스미드 DNA 분자는 세포 내에서 안정적으로 유지될 수 있다.

형질전환 효율은 사용된 DNA μg당 집락 형성 단위(cfu)로 측정된다. pUC19와 같은 작은 플라스미드의 경우 10,000만 cfu/μg의 형질전환 효율은 사용된 플라스미드 분자 2000개 중 약 1개가 형질전환된 것과 거의 같다.

염화칼슘 형질전환에서 세포는 용액의 존재하에 세포를 냉각시켜 준비하는데, 이는 세포가 플라스미드 DNA에 투과성이 되도록 만든다. 세포는 DNA와 함께 얼음 위에서 배양한 다음, 잠깐 열 충격(예: 42°C에서 30~120초)을 가한다. 이 방법은 원형 플라스미드 DNA에 매우 효과적이다. 비상업적 준비물은 일반적으로 플라스미드 마이크로그램당 106~107개의 형질전환체를 생성해야 한다. 불량한 준비물은 약 104/μg 이하이지만, 능숙한 세포의 양호한 준비물은 플라스미드 마이크로그램당 최대 ~10,000만 개의 집락을 생성할 수 있다.[60] 하지만 10억 개가 넘는 형질전환 효율을 얻을 수 있는 초능숙 세포를 만드는 프로토콜이 있다.[61] 화학적 방법은 세포의 고유한 외핵산 분해 효소가 선형 DNA를 빠르게 분해하기 때문에 염색체 DNA 조각과 같은 선형 DNA에는 일반적으로 잘 작용하지 않는다. 반대로, 자연적으로 능숙한 세포는 플라스미드 DNA보다 선형 DNA로 더 효율적으로 형질전환되는 경우가 많다.

방법을 사용한 형질전환 효율은 플라스미드 크기에 따라 감소하므로, 따라서 전기천공은 큰 플라스미드 DNA 흡수에 더 효과적인 방법일 수 있다.[62] 전기천공에 사용되는 세포는 전기천공 과정 중에 스파크를 생성할 수 있는 대전 입자를 제거하기 위해 먼저 차가운 이중 증류수로 세척하여 준비해야 한다.

4. 2. 진핵세포 형질전환

형질주입은 진핵세포에 핵산을 주입하는 것을 말한다. 형질전환은 원핵세포에 핵산을 넣는다는 점에서 다르다.

대부분의 효모 종, ''사카로마이세스 세레비지애''를 포함하여, 환경 내 외래 DNA에 의해 형질전환될 수 있다. 실험실에서 이러한 형질전환을 높은 빈도로 수행하기 위해 여러 가지 방법이 개발되었다.[45]

  • 효모 세포는 세포벽을 분해하는 효소로 처리하여 구형체를 생성할 수 있다. 이러한 세포는 매우 약하지만 높은 비율로 외래 DNA를 흡수한다.[46]
  • 무손상 효모 세포를 알칼리 양이온, 예를 들어 세슘 또는 리튬 양이온에 노출시키면 세포가 플라스미드 DNA를 흡수할 수 있다.[47] 이후 프로토콜은 초산리튬, 폴리에틸렌글리콜 및 단일 가닥 DNA를 사용하여 이 형질전환 방법을 개량하였다.[48] 이러한 프로토콜에서 단일 가닥 DNA는 효모 세포벽에 우선적으로 결합하여 플라스미드 DNA가 결합하는 것을 방지하고 형질전환에 사용할 수 있도록 한다.[49]
  • 전기천공법: 전기 충격을 사용하여 세포막에 일시적인 구멍을 형성하는 방법으로, 세균에서 설명한 것처럼 DNA가 세포 내로 들어갈 수 있다.[50]
  • 효소 분해[51] 또는 유리 구슬을 이용한 교반[52]도 효모 세포를 형질전환하는 데 사용될 수 있다.


'''효율''' – 서로 다른 효모 속과 종은 외래 DNA를 서로 다른 효율로 흡수한다.[53] 또한 대부분의 형질전환 프로토콜은 제빵 효모인 ''S. cerevisiae''에 대해 개발되었으므로 다른 종에는 최적이 아닐 수 있다. 같은 종 내에서도 서로 다른 균주는 형질전환 효율이 다르며, 때로는 3배수 차이가 날 수 있다. 예를 들어, S. cerevisiae 균주를 10ug의 플라스미드 YEp13으로 형질전환했을 때, DKD-5D-H 균주는 550~3115개의 콜로니를 생성한 반면 OS1 균주는 5개 미만의 콜로니를 생성하였다.[54]

식물 세포에 DNA를 전달하는 방법은 여러 가지가 있다. 벡터를 이용하는 방법은 다음과 같다.

  • '''아그로박테리움을 이용한 형질전환'''은 가장 쉽고 간단한 식물 형질전환 방법이다. 식물 조직(종종 잎)을 10x10mm 크기의 작은 조각으로 자르고, 아그로박테리움이 현탁된 용액에 10분 동안 담근다. 박테리아는 절단으로 노출된 많은 식물 세포에 부착된다. 식물 세포는 상처 관련 페놀 화합물을 분비하고, 이는 아그로박테리움의 독성 작동자를 상향 조절하는 역할을 한다. 독성 작동자에는 박테리아에서 단백질과 DNA(경계 서열이라고 하는 특정 인식 모티프로 구분되고 독성 플라스미드에서 단일 가닥으로 절단됨)를 필러스라고 하는 구조를 통해 식물 세포로 내보내는 IV형 분비 시스템의 일부인 단백질을 암호화하는 많은 유전자가 포함되어 있다. 전달된 DNA(T-DNA라고 함)는 오른쪽 경계(RB)에서 T-DNA의 끝에 공유 결합으로 부착된 아그로박테리움 단백질 VirD2에 존재하는 핵 국재 신호에 의해 식물 세포핵으로 유도된다. T-DNA가 숙주 식물 게놈 DNA에 어떻게 통합되는지는 식물 생물학 연구의 활발한 분야이다. 선택 마커(예: 항생제 내성 유전자)가 T-DNA에 포함되었다고 가정하면, 형질전환된 식물 조직을 선택 배지에서 배양하여 싹을 생성할 수 있다. 그런 다음 싹을 다른 배지로 옮겨 뿌리 형성을 촉진한다. 형질전환된 싹에서 뿌리가 자라기 시작하면 식물을 토양으로 옮겨 정상적인 생활 주기를 완료할 수 있다(종자 생성). 이 첫 번째 식물(첫 번째 형질전환 세대를 의미하는 T1이라고 함)의 종자는 선택 배지(항생제 포함)에 심거나, 제초제 저항성 유전자가 사용된 경우 토양에 심은 다음 나중에 제초제를 처리하여 야생형 분리체를 죽일 수 있다. '''아라비돕시스 탈리아나'''와 같은 일부 식물 종은 꽃이나 전체 식물을 '''아그로박테리움 튜메파시엔스'''(일반적으로 C58 균주(C=체리, 58=1958, 뉴욕주 이타카 코넬 대학교 과수원의 체리 나무에서 이 특정 '''A. tumefaciens''' 균주가 분리된 해)) 현탁액에 담금으로써 형질전환될 수 있다. 많은 식물이 여전히 이 방법으로 형질전환되기 어렵지만, 이러한 방식으로 성공적으로 수정된 종 목록에 계속 추가되는 연구가 진행되고 있다.

  • 바이러스 형질전환(형질도입): 원하는 유전 물질을 적절한 식물 바이러스에 포장하고 이 변형된 바이러스가 식물을 감염하도록 한다. 유전 물질이 DNA이면 염색체와 재조합하여 형질전환 세포를 생성할 수 있다. 그러나 대부분의 식물 바이러스의 게놈은 감염된 세포의 세포질에서 복제되는 단일 가닥 RNA로 구성되어 있다. 이러한 게놈의 경우 이 방법은 형질감염의 한 형태이며 진정한 형질전환이 아니며, 삽입된 유전자는 세포핵에 도달하지 않고 숙주 게놈에 통합되지 않는다. 감염된 식물의 자손은 바이러스가 없고 삽입된 유전자도 없다.


벡터를 사용하지 않는 방법은 다음과 같다.

  • 유전자총: 입자 폭격, 미소 투사 폭격 또는 바이올리스틱스라고도 한다. 금 또는 텅스텐 입자에 DNA를 코팅한 다음 어린 식물 세포 또는 식물 배아에 발사한다. 일부 유전 물질은 세포에 남아 세포를 형질전환한다. 이 방법은 식물 엽록체의 형질전환도 허용한다. '''아그로박테리움'''을 이용한 형질전환보다 형질전환 효율이 낮지만 대부분의 식물을 이 방법으로 형질전환할 수 있다.

  • 전기천공법: 높은 전계 강도의 전기 펄스를 사용하여 세포막에 일시적인 구멍을 형성하여 위에서 설명한 박테리아의 경우와 같이 DNA가 들어갈 수 있도록 한다.[55]


형질전환된 균류를 생산하는 방법은 여러 가지가 있으며, 대부분은 식물에 사용되는 방법과 유사하다. 그러나 균류는 미세 구조 및 생화학적 특성 때문에 다른 방식으로 처리해야 한다.

  • 주요 문제 중 하나는 일부 균류가 가지는 이핵체 상태이다. 이핵체 세포는 각 부모 균류의 단일배수 핵을 하나씩 포함하고 있다. 이 중 하나만 형질전환된다면(일반적인 경우), 각 포자 형성 후 형질전환된 핵의 비율이 감소한다.[56]
  • 균류 세포벽은 매우 두꺼워 DNA 흡수를 방해하므로, (부분적인) 제거가 종종 필요하다.[57] 때때로 필요한 완전한 분해[56]는 원형질체를 생성한다.
  • 균사체 균류는 필라멘트성 균사로 구성되어 있으며, 이는 내부 세포벽으로 분리되어 있을 경우에도 영양분과 세포 소기관, 때로는 핵까지도 각 균사를 통해 이동할 수 있을 만큼 큰 기공으로 연결되어 있다. 결과적으로 개별 세포를 분리할 수 없는 경우가 많다. 이는 이웃하는 형질전환된 세포가, 예를 들어 항생제 내성에 필요한 영양분이나 단백질을 전달하여, 비형질전환된 세포를 선택 처리에 대한 내성을 갖도록 만들 수 있기 때문에 문제가 된다.[56]
  • 또한, 이러한 균류의 성장(그리고 따라서 유사분열)은 균사의 끝에서만 일어나므로 문제가 될 수 있다.[56]


앞서 언급했듯이, 식물 형질전환에 사용되는 다양한 방법들이 균류에서도 효과적이다.

  • 아그로박테리움은 식물뿐만 아니라 균류도 감염시킬 수 있지만, 식물과 달리 균류는 아그로박테리움을 활성화하는 데 필요한 페놀 화합물을 분비하지 않으므로, 아세토시링곤과 같은 형태로 추가해야 한다.[56]
  • 균류에서 작은 RNA를 위한 발현 시스템이 개발됨에 따라, 균류 세포에 CRISPR/CAS9 시스템을 도입하는 것이 가능해졌다.[56] 2016년 미국 농무부(USDA)는 과일체 갈변을 방지하기 위해 CRISPR/CAS9로 편집된 흰색 버섯 균주를 규제하지 않을 것이라고 발표하여 CRISPR/CAS9로 편집된 농작물의 시장 출시에 대한 광범위한 논의를 불러일으켰다.[58]
  • 전기천공법, 생물탄도법("유전자총"), 초음파에 의해 생성된 기포의 공동현상을 이용하여 세포막을 투과하는 소노포레이션 등과 같은 물리적 방법도 균류에 적용할 수 있다.[59]


동물 세포에 DNA를 도입하는 과정은 일반적으로 형질감염이라고 하며, 해당 문서에서 자세히 설명하고 있다.

5. 형질전환과 다른 유전자 전달 기작과의 비교

형질전환은 원핵세포에 핵산을 넣는 과정이며, 바이러스를 매개로 하는 형질도입[67]이나 진핵세포에 핵산을 주입하는 형질주입과는 다르다.

5. 1. 형질도입 (Transduction)

박테리오파지와 같은 바이러스를 매개로 하여 형질전환된 박테리아의 새로운 형질이 다른 박테리아로 옮겨가는 경우를 형질도입이라 한다.[67] 형질도입은 바이러스가 관여한다는 점에서 형질전환과는 다르다.

6. 형질전환 선별

형질전환을 선별하는 방법에는 여러 가지가 있다. 흔히 쓰이는 방법으로는 항체 저항성이나 영양 요구성을 사용하는 방법이 있다. 복제 기술에서 선별을 할 때는 β-갈락토시다아제를 암호화하는 ''lacZ'' 유전자를 사용하는 청백선별 방법이 쓰인다. 또 다른 흔히 쓰이는 방법은 녹색 형광 단백질(GFP)을 사용하는 방법이다.

형질전환은 일반적으로 상대적으로 적은 수의 형질전환된 세포와 많은 수의 비형질전환된 세포의 혼합물을 생성하기 때문에, 플라스미드를 획득한 세포를 선택하는 방법이 필요하다.[63] 따라서 플라스미드는 플라스미드가 없는 세포를 죽이거나 성장을 억제할 수 있는 선택 마커가 필요하다. 원핵생물의 경우 항생제 내성이 가장 일반적으로 사용되는 마커이다. 형질전환 플라스미드는 박테리아가 원래 민감한 항생제에 대한 내성을 부여하는 유전자를 포함한다. 처리된 세포의 혼합물은 항생제가 포함된 배지에서 배양되어 형질전환된 세포만 자랄 수 있도록 한다. 또 다른 선택 방법은 특정 아미노산, 뉴클레오티드 또는 당의 대사 능력이 없는 것을 보완할 수 있는 특정 영양 요구성 마커를 사용하는 것이다. 이 방법은 특정 생체 분자의 합성 또는 이용에 결함이 있는 적절하게 돌연변이된 균주를 사용해야 하며, 형질전환된 세포는 플라스미드를 포함하는 세포만 자랄 수 있는 배지에서 배양된다.

클로닝 실험에서 유전자는 형질전환에 사용되는 플라스미드에 삽입될 수 있다. 그러나 이러한 실험에서는 모든 플라스미드에 유전자가 성공적으로 삽입되는 것은 아니다. 따라서 삽입체가 있는 플라스미드를 포함하는 형질전환된 세포를 추가로 선별하기 위해 추가적인 기술이 사용될 수 있다. 리포터 유전자는 마커 유전자로 사용될 수 있으며, 여기에는 lacZ 유전자(β-갈락토시다아제를 암호화하는)가 청백선별에 사용되는 것과 같다. 이 선별 방법은 α-상보성의 원리에 의존하는데, 플라스미드의 ''lacZ'' 유전자(''lacZα'') 조각이 세포의 또 다른 돌연변이 ''lacZ'' 유전자(''lacZΔM15'')를 상보할 수 있다. 두 유전자는 자체적으로 비기능성 펩티드를 생성하지만, ''lacZ-α''를 포함하는 플라스미드가 ''lacZΔM15'' 세포로 형질전환될 때처럼 함께 발현될 때는 기능성 β-갈락토시다아제를 형성한다. 활성 β-갈락토시다아제의 존재는 세포가 X-gal을 포함하는 플레이트에서 배양될 때 특징적인 파란색 집락을 형성하여 검출할 수 있다. 그러나 관심 유전자가 플라스미드 벡터에 연결될 수 있는 다중 클로닝 부위는 ''lacZα'' 유전자 내에 위치한다. 따라서 성공적인 연결은 ''lacZα'' 유전자를 파괴하고 기능성 β-갈락토시다아제가 형성되지 않아 흰색 집락이 생성된다. 성공적으로 연결된 삽입체를 포함하는 세포는 흰색 색깔로 실패한 파란색 세포와 쉽게 구별할 수 있다.

일반적으로 사용되는 다른 리포터 유전자는 청색광 아래에서 녹색으로 빛나는 세포를 생성하는 녹색 형광 단백질(GFP)과 루시페린과 반응하여 빛을 방출하는 효소 루시퍼라제가 있다. 재조합 DNA는 방사성 RNA 프로브를 이용한 핵산 혼성화와 같은 다른 방법으로도 검출할 수 있으며, 플라스미드에서 원하는 단백질을 발현하는 세포는 면역학적 방법으로도 검출할 수 있다.

참조

[1] 논문 Bacterial transformation: distribution, shared mechanisms and divergent control 2014-03-01
[2] 서적 Molecular Biology of the Cell https://www.ncbi.nlm[...] Garland Science
[3] 논문 The Significance of Pneumococcal Types
[4] 서적 Microbiology An Introduction
[5] 논문 The Transformation of Genetics by DNA: An Anniversary Celebration of AVERY, MACLEOD and MCCARTY(1944) in ''Anecdotal, Historical and Critical Commentaries on Genetics''
[6] 논문 Calcium-dependent bacteriophage DNA infection 1970-10-01
[7] 논문 Nonchromosomal antibiotic resistance in bacteria: genetic transformation of Escherichia coli by R-factor DNA 1972-08-01
[8] 논문 Studies on transformation of Escherichia coli with plasmids 1983-06-01
[9] 논문 Transformation of various species of gram-negative bacteria belonging to 11 different genera by electroporation 1989-03-01
[10] 논문 Dramatic growth of mice that develop from eggs microinjected with metallothionein-growth hormone fusion genes 1982-12-01
[11] 웹사이트 Agrobacterium: The Natural Genetic Engineer (100 Years Later) http://www.apsnet.or[...] The American Phytopathological Society 2011-01-14
[12] 논문 Ti plasmid vector for the introduction of DNA into plant cells without alteration of their normal regeneration capacity
[13] 웹사이트 Transforming Plants - Basic Genetic Engineering Techniques http://www.accessexc[...] 2010-01-28
[14] 뉴스 Biologists invent gun for shooting cells with DNA http://www.ecommons.[...] 1987-05-14
[15] 논문 Delivery of substances into cells and tissues using a particle bombardment process
[16] 논문 High-velocity microprojectiles for delivering nucleic acids into living cells. 1987
[17] 논문 Cues and regulatory pathways involved in natural competence and transformation in pathogenic and environmental Gram-negative bacteria https://infoscience.[...] 2013-05-01
[18] 논문 Adaptive value of sex in microbial pathogens 2008-05-01
[19] 논문 Natural genetic transformation: prevalence, mechanisms and function 2007-12-01
[20] 논문 Role of a deoxyribonuclease in the genetic transformation of Diplococcus pneumoniae 1974-06-01
[21] 논문 Low-level pilin expression allows for substantial DNA transformation competence in Neisseria gonorrhoeae 2003-11-01
[22] 논문 Sequence-specific DNA uptake in Haemophilus transformation 1979-02-01
[23] 논문 DNA uptake during bacterial transformation 2004-03-01
[24] 논문 Who's competent and when: regulation of natural genetic competence in bacteria 1996-04-01
[25] 논문 Fate of transforming bacterial genome following incorporation into competent cells of Bacillus subtilis: a continuous length of incorporated DNA 2006-03-01
[26] 논문 DNA taken into Bacillus subtilis competent cells by lysed-protoplast transformation is not ssDNA but dsDNA 2006-04-01
[27] 논문 Incorporation of the whole chromosomal DNA in protoplast lysates into competent cells of Bacillus subtilis 2001-04-01
[28] 논문 Studies on transformations of Hemophilus influenzae. I. Competence 1961-07-01
[29] 논문 ComX activity of Streptococcus mutans growing in biofilms 2004-09-01
[30] 논문 Requirements for Transformation in Bacillus Subtilis 1961-05-01
[31] 논문 Novel Flp pilus biogenesis-dependent natural transformation 2015-02-10
[32] 논문 Amino acids as nutritional factors and (p)ppGpp as an alarmone of the stringent response regulate natural transformation in Micrococcus luteus 2019-07-30
[33] 논문 Novel "Superspreader" Bacteriophages Promote Horizontal Gene Transfer by Transformation 2017-01-01
[34] 논문 Induction of competence regulons as a general response to stress in gram-positive bacteria
[35] 논문 DNA repair and the evolution of transformation in the bacterium Bacillus subtilis http://www.genetics.[...] 1988-01-01
[36] 논문 DNA damage triggers genetic exchange in Helicobacter pylori 2010-07-00
[37] 논문 Antibiotics and UV radiation induce competence for natural transformation in Legionella pneumophila 2011-03-00
[38] 논문 Genotoxicity of 17 gyrase- and four mammalian topoisomerase II-poisons in prokaryotic and eukaryotic test systems 1995-07-00
[39] 논문 Transcription termination maintains chromosome integrity 2011-01-00
[40] 논문 Hydroxyurea induces site-specific DNA damage via formation of hydrogen peroxide and nitric oxide 2001-11-00
[41] 서적 DNA Repair: New Research Nova Sci. Publ., Hauppauge, N.Y.
[42] 논문 Adaptive value of sex in microbial pathogens http://www.hummingbi[...] 2008-05-00
[43] 간행물 Large-volume transformation with high-throughput efficiency chemically competent cells http://www.invitroge[...] 1998-07-00
[44] 서적 Genetics of Bacteria https://link.springe[...] Springer-Verlag
[45] 논문 Transformation of Saccharomyces cerevisiae and other fungi: methods and possible underlying mechanism 2010-11-01
[46] 논문 Transformation of yeast 1978-04-00
[47] 논문 Transformation of intact yeast cells treated with alkali cations 1983-01-00
[48] 서적 Guide to Yeast Genetics and Molecular and Cell Biology - Part B
[49] 논문 Studies on the transformation of intact yeast cells by the LiAc/SS-DNA/PEG procedure 1995-04-00
[50] 논문 Introducing DNA into Yeast by Transformation 1993-08-01
[51] 논문 Targeted Recombination-Based Cloning and Manipulation of Large DNA Segments in Yeast 1993-08-01
[52] 논문 Transformation of yeast by agitation with glass beads 1988-11-00
[53] 논문 An efficient transformation procedure enabling long-term storage of competent cells of various yeast genera 1991-10-00
[54] 논문 Extremely simple, rapid and highly efficient transformation method for the yeast Saccharomyces cerevisiae using glutathione and early log phase cells
[55] 서적 ISC BIOLOGY Nageen Prakashan
[56] 논문 Advances, Problems, and Prospects of Genetic Transformation of Fungi 2018-03-00
[57] 논문 Genetic transformation of fungi 2017-00-00
[58] 논문 Gene-edited CRISPR mushroom escapes US regulation 2016-04-00
[59] 논문 Physical methods for genetic transformation of fungi and yeast 2014-06-00
[60] 웹사이트 Bacterial Transformation http://faculty.platt[...]
[61] 논문 High efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids 1990-11-00
[62] 간행물 Transformation efficiency of E. coli electroporated with large plasmid DNA http://www.invitroge[...] 1998-09-00
[63] 논문 A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA 1979-11-00
[64] 웹사이트 bacterial transformation at Dorland's Medical Dictionary http://www.mercksour[...]
[65] 서적 생명 생물의 과학 교보문고
[66] 서적 즐거운 생물학 살림
[67] 서적 Molecular Biology of the Cell Garland Science, New York


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