세포 형질주입은 외인성 핵산(예: DNA, mRNA, siRNA, miRNA 등)을 세포 내로 도입하는 기술로, 현대 생물의학 연구에서 중요한 역할을 합니다. 과학 연구가 심화됨에 따라 다양한 세포 유형에 대한 수요가 점점 더 다양해지고 있습니다. 일반적으로 사용되는 HEK293 세포부터 특수 종양 세포 및 일차 세포에 이르기까지, 각 세포 유형은 고유한 특성과 요구 조건을 가지고 있습니다. 마찬가지로, 다양한 유형의 핵산은 효율적이고 안전한 유전자 전달을 위해 특정 형질주입 전략이 필요합니다. 따라서 실험의 성공을 위해서는 적절한 형질주입 시약을 선택하는 것이 필수적입니다.
화학 형질감염 시약은 세포생물학 연구에 필수적인 도구입니다. DNA, mRNA, siRNA, miRNA와 같은 핵산을 다양한 메커니즘을 통해 세포 내로 전달하여 유전자 발현, 발현 억제 또는 기능 연구를 수행합니다. 현재 가장 널리 사용되는 화학 형질감염 시약으로는 리포좀 형질감염 시약, PEI 기반 시약, 인산칼슘 시약이 있으며, 각각 고유한 장점과 적용 분야를 가지고 있습니다.
표 1. 일반적인 화학 형질 전환 시약의 차이점
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제품 유형 |
작동 원리 |
장점 |
단점 |
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리포좀 형질감염 시약 |
1. 복합체 형성 : 리포좀 시약은 양이온성 지질을 함유하고 있으며, 지질의 양전하를 띤 머리 그룹은 핵산의 음전하를 띤 인산 그룹에 정전기적으로 결합하여 지질-핵산 복합체를 형성합니다. 2. 세포막에 결합 : 복합체의 양전하로 인해 음전하를 띤 세포막에 흡착될 수 있습니다. 3. 세포내입 : 세포는 세포내입을 통해 복합체를 내재화하여 엔도솜을 형성합니다. 4. 엔도솜 탈출 : 리포솜은 종종 "양성자 스펀지" 효과를 갖도록 설계되어 양이온성 지질이 산성 엔도솜 환경을 완충하고 엔도솜 막을 불안정화하며 복합체를 세포질로 방출할 수 있도록 합니다. 5. 핵산 방출 : siRNA, miRNA 또는 mRNA의 경우 기능적 활동은 세포질에서 일어납니다. DNA의 경우, 발현을 위해서는 핵으로의 진입이 필요합니다. 6. 유전자 발현 : DNA는 핵에 들어가면 mRNA로 전사되고 단백질로 번역되어 외인성 유전자 발현이 이루어집니다. |
1. 다양한 세포주에서 높은 형질전환 효율을 보이며, 형질전환이 어려운 일차세포도 포함합니다. 2. 부착 세포와 현탁 세포 모두에 광범위하게 적용 가능하며, 다양한 핵산(DNA, siRNA, miRNA 등)에도 적용 가능합니다. 3. 혈청을 특별히 제거하지 않고도 혈청이 포함된 배지에서 사용할 수 있습니다. |
1. 세포독성, 특히 고농도 또는 장기간 노출 시. 2. 인산칼슘 형질감염과 같은 기존 방법에 비해 비용이 더 많이 듭니다. 3. 빠른 혈청 청소, 폐 축적, 강한 염증 반응 및 높은 독성으로 인해 생체 내 적용이 제한적입니다. |
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PEI 형질전환 시약 |
1. 복합체 형성 : PEI는 PEI의 아민과 DNA의 인산기 사이의 정전기적 상호작용을 통해 음전하를 띤 DNA에 결합하는 고도로 양이온성인 중합체입니다. 2. 세포막 부착 : PEI-DNA 복합체는 음전하를 띤 세포막에 부착됩니다. 3. 세포내입 : 세포는 세포내입을 통해 복합체를 내재화하여 엔도솜을 형성합니다. 4. 엔도솜 탈출 : PEI는 "양성자 스펀지" 효과를 나타냅니다. 산성 엔도솜에서 아민의 양성자화는 이온과 물을 끌어들여 부기와 파열을 일으키고 복합체를 세포질로 방출합니다. 5. DNA 방출 및 발현 : 방출되면 PEI-DNA 결합이 분리되어 DNA가 전사와 번역을 위해 핵으로 들어갈 수 있습니다. |
1. 안정적인 복합체 형성으로 인해 높은 형질전환 효율을 보입니다. 2. 다른 양이온성 고분자에 비해 세포독성이 낮습니다. 3. 특히 대규모 바이러스 벡터 생산에 비용 효율적입니다. 4. 임상 및 상업적 제조를 위한 GMP 등급으로 제공됩니다. |
1. 다재다능함이 떨어짐 - 주로 DNA 전달에 적합함. mRNA, siRNA 또는 miRNA에 대한 적용은 제한적임. 2. 주로 HEK293 세포에서 높은 효율성을 보이나, 형질전환이 어려운 세포에서는 효율성이 떨어짐. |
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인산칼슘 형질감염 시약 |
1. 인산칼슘-DNA 공침전물 형성 : 인산염이 함유된 HEPES 완충액에서 플라스미드 DNA는 칼슘 이온과 결합하여 정전기적 상호작용을 통해 공침전을 형성합니다. 2. 세포 흡수 : 침전물은 세포 표면에 흡착되어 엔도사이토시스를 통해 세포 내로 흡수됩니다. 입자 크기와 품질은 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 3. DNA 방출 및 발현 : DNA가 세포 안으로 들어가면 방출되어 일시적으로 발현되거나 안정적으로 게놈에 통합될 수 있습니다. |
1. 가격이 저렴하여 예산이 부족한 실험실에 적합합니다. 2. 간단하고 쉽게 수행할 수 있습니다. 3. 일시적 발현과 안정적 세포주 생성 모두에 적용 가능. |
1. 효율성은 매우 다양하고 pH와 DNA 순도와 같은 요인에 민감합니다. 2. 특정 세포 유형(주로 단백질 발현 및 바이러스 패키징을 위한 HEK293)에 국한됨. 일차 세포에는 적합하지 않음. |
강력한 R&D 및 제조 전문성을 바탕으로 Yeasen Biotech는 DNA 및 RNA 형질전환 시약의 제형을 지속적으로 최적화하고 생산 공정을 개선합니다. 연구 기관과 기업의 다양한 요구를 충족하도록 설계된 양이온성 지질 및 양이온성 폴리머 기반의 다각화된 제품 포트폴리오를 제공합니다.
장점은 다음과 같습니다.
폭넓은 적용성 : 플라스미드 DNA, siRNA, miRNA 및 mRNA의 고효율 형질감염
높은 형질전환 효율 : 90% 이상의 효율, 다중 플라스미드 공동 형질전환에 적합
다중 세포주 검증 : 40개 이상의 세포 유형에서 검증되었으며 우수한 결과를 보였습니다.
광범위한 적용 시나리오 : 안정적인 세포주 생성, 일시적인 단백질 발현, AAV 및 LV 패키징
높은 인용 빈도 : 영향력 있는 출판물 400개 이상, 총 IF 3000 초과
GMP 등급 제품 : 상업적 규모 생산 및 규제 제출 지원
올바른 형질전환 시약을 선택하는 방법
최적의 형질감염 효율과 조건에 대한 다양한 세포 유형과 핵산(DNA, mRNA, siRNA 등)의 고유한 요구사항을 고려할 때, 적절한 시약을 선택하는 것이 성공에 필수적입니다. 선택된 시약은 데이터 정확성과 재현성을 보장하기 위해 세포독성을 최소화하면서 효율을 극대화해야 합니다. Yeasen은 다양한 응용 분야에 최적화된 일련의 제품을 제공하여 연구자들이 특정 요구에 가장 적합한 솔루션을 찾을 수 있도록 지원합니다.
제품 정보
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카탈로그 번호 |
제품명 |
세포 유형 |
핵산 유형 |
애플리케이션 |
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40802ES |
공통 세포 |
DNA |
다양한 세포 유형에서 효율적인 형질 전환을 위한 고성능 리포좀 시약 |
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40804ES |
공통 세포 |
렌티바이러스 |
렌티바이러스 감염을 강화합니다 |
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40806ES |
일반 세포(전사하기 어려움) |
siRNA, miRNA, ASO |
높은 노크다운 효율을 가진 전용 siRNA/miRNA 시약 |
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40809ES |
일반 세포(전사하기 어려움) |
mRNA |
다양한 세포 유형에서 고효율 mRNA 전달 |
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40815ES |
공통 세포 |
DNA |
단백질 발현 및 바이러스 패키징에 널리 사용됨 |
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40816ES |
공통 세포 |
DNA |
일반용 바이러스 패키징 트랜스펙션 시약 |
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40820ES |
공통 세포 |
DNA |
— |
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40823ES |
공통 세포 |
DNA |
AAV 특이적 패키징 형질감염 시약 |
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40824ES |
공통 세포 |
DNA |
GMP 등급 AAV 특이적 형질 전환 시약 |
제품 성능
단일 플라스미드 형질감염
6-웰 플레이트 시스템에서 Yeasen 40802ES와 경쟁 시약을 사용하여 GFP 플라스미드를 HEK293 세포에 형질전환했습니다. 형질전환 후 48시간 동안 형광 현미경으로 GFP 발현을 관찰했습니다.
이중 플라스미드 형질감염
세포 유형: HEK293 ; 포맷: 12-well 플레이트, 일시적 형질 전환 ; 총 플라스미드 양: 1 μg ; 형질 전환 시약: 3 μL
고객 사례 연구
박테리아 단백질은 자가포식체 형성을 유도합니다.
세포: 헬라
형질전환된 플라스미드: 박테리아 효과기 단백질 A
LC3II: 자가포식체 마커 단백질
유사분열 방추 구조
세포: 헬라
형질전환된 플라스미드: 플래그-튜불린
핵 염색: Hoechst33342
다중 세포주 검증
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세포 유형 |
세포 유형 |
세포 유형 |
세포 유형 |
세포 유형 |
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293피트 |
카코-2 |
HEK 293T |
LM3 |
NIH-3T3 |
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293T |
CHO-K1 |
HEK293 |
엠씨에프10A |
PC12 |
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3T3 |
코스-7 |
헬라 |
엠씨에프-7 |
로우264.7 |
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5~8층 |
DF-1 |
3B형 간염 |
MDA-MB-231 |
RKO |
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A549 |
H520 |
헤파1-6 |
메프 |
SGC-7901 |
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BV-2 |
H9 |
HepG2 |
MKN-28 |
SMCC7721 |
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C2C12 |
H9c2 |
후벡 |
엔2에이 |
베로 |
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C6 |
하캣 |
렌티 X-293T |
NCI-H1975 |
에이치티씨티116 |
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WRL-68 |
티피피-1 |
MDCK |
2형 간염 |
더… |
영향력 있는 문헌 인용(선별된 예시)
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