영양요구성 마커 (auxotrophic marker)
쉽게 풀면
어떤 아미노산을 스스로 만들지 못하는 균주는 그 아미노산이 없는 배지에서 자라지 못합니다. 이때 그 합성 유전자를 플라스미드에 실어 넣어주면 플라스미드를 받은 세포만 살아남습니다. 이렇게 영양소 합성 능력을 선별 기준으로 쓰는 표지를 영양요구성 마커라고 합니다. 항생제를 쓰지 않고도 원하는 세포만 골라낼 수 있다는 점이 특징입니다.
왜 중요한가
의약품 생산 공정에서는 항생제 잔류와 내성 유전자 확산이 규제상 부담이 됩니다. 영양요구성 마커는 이 문제를 피하면서 선택압을 유지할 수 있어 효모나 대장균을 이용한 생산 균주에서 널리 채택됩니다. 또 선택압이 배지 조성 자체에서 나오므로 장기 배양에서도 압력이 쉽게 사라지지 않습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
벡터를 받은 세포만 류신을 스스로 만들 수 있으므로, 류신이 없는 배지에서 자란 집락이 곧 형질전환체라는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
효모 유전학에서는 우라실·류신·히스티딘·트립토판 합성 유전자가 전통적인 마커로 쓰이며, 특히 우라실 합성 유전자는 특정 약제를 이용하면 그 마커를 가진 세포만 골라 죽일 수 있어 양방향 선택이 가능합니다. 이 성질 덕분에 마커를 회수해 재사용하는 반복 유전자 조작이 가능해집니다. 세균에서는 필수 유전자를 결실시키고 그 유전자를 플라스미드에 두어 플라스미드 유지를 강제하는 설계가 쓰입니다. 다만 숙주 균주 자체를 미리 결실 변이체로 만들어야 하므로 준비 과정이 더 필요합니다.
주의할 점
배지에 해당 영양소가 미량이라도 들어 있으면 선택압이 사라지므로, 복합배지에서는 사실상 작동하지 않을 수 있습니다. 항생제 선택표지가 약제를 넣어 선별하는 방식이라면, 이 항목은 배지에서 특정 영양소를 빼는 방식으로 선별합니다.