크리스퍼 간섭 (CRISPR Interference)

한 줄 정의: DNA를 절단하지 않고 비활성화된 Cas9 단백질을 이용해 목표 유전자의 전사를 물리적으로 방해함으로써 발현을 억제하는 유전자 조절 기술입니다.

쉽게 풀면

크리스퍼 간섭(CRISPRi)은 유전자를 아예 잘라내는 대신, 유전자가 읽히는 것을 방해해서 발현을 낮추는 방법입니다. 일반적인 크리스퍼 가위와 달리 DNA를 자르는 기능이 없는 죽은(dead) Cas9 단백질을 사용해, 이 단백질이 목표 유전자 앞에 자리를 잡고 앉아 전사 기계가 지나가지 못하게 막는 방식으로 작동합니다. DNA 서열 자체는 그대로 유지되면서 발현량만 줄어드는 것이 특징입니다.

왜 중요한가

유전자를 영구적으로 자르지 않고도 발현을 가역적으로 낮출 수 있어, 필수 유전자처럼 완전히 없애면 세포가 죽는 유전자의 기능을 부분적으로 조사하거나, 다수 유전자를 동시에 스크리닝하는 대규모 연구에 유용하게 쓰입니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"CRISPRi using dCas9-KRAB efficiently repressed target gene transcription without inducing DNA double-strand breaks."

dCas9-KRAB을 이용한 크리스퍼 간섭으로 DNA 이중가닥 절단 없이 표적 유전자 전사를 효율적으로 억제했다는 뜻입니다.

"A genome-wide CRISPRi screen identified genes essential for cell proliferation under stress conditions."

유전체 전체 규모의 크리스퍼 간섭 스크리닝을 통해 스트레스 조건에서 세포 증식에 필수적인 유전자들을 찾아냈다는 의미입니다.

조금 더 깊게 보면

CRISPRi는 촉매 활성이 제거된 dCas9에 KRAB 같은 전사 억제 도메인을 융합해 활용하는 경우가 많으며, 가이드 RNA가 목표 유전자의 전사 시작 부위 근처로 dCas9를 유도해 RNA 중합효소의 결합이나 진행을 방해합니다. 유사한 원리로 활성화 도메인을 붙이면 발현을 오히려 높이는 CRISPRa로도 응용할 수 있습니다.

주의할 점

CRISPRi에 의한 억제는 완전한 녹아웃과 달리 부분적이고 가역적인 경우가 많아, 실험 목적에 따라 억제 정도가 충분한지 별도로 확인해야 합니다.