10강 / 20강

지질 트랜스펙션 — 양이온이 음이온을 싣는다

SI 「Lipofectamine RNAiMAX」·「8 µg/ml Polybrene」

siRNA 를 세포 안에 넣어야 합니다. 그런데 문제가 둘입니다.

① 서로 밀친다

핵산은 인산 등뼈 때문에 음전하(/chem 7강). 세포막 바깥도 음전하. 밀칩니다.

② 막을 못 지난다

전하를 띤 큰 분자는 지질 이중층을 그냥 지나지 못합니다.

고등학생Lipofectamine이 하는 일

단계	일어나는 일
1	양이온 지질과 핵산을 섞음
2	전하로 결합해 지질 복합체가 됨
3	세포막과 만나 융합하거나 삼켜짐
4	엔도솜에서 탈출해 세포질로

4단계가 가장 어려운 부분입니다. 세포가 삼킨 것을 소화시키려 하거든요. 좋은 트랜스펙션 시약은 엔도솜을 터뜨리는 성분을 포함합니다.

리포펙타민이 푸는 법

양이온성 지질 + siRNA(−) → 리포플렉스(전체가 +)

양이온성 지질이 siRNA 를 감쌉니다. 음전하가 가려지고 겉은 + 가 돼요. 이제 음전하인 세포막에 끌립니다. 붙으면 세포가 통째로 삼킵니다.

고등학생왜 Polybrene을 쓰나

SI에 "8 µg/ml Polybrene"이 나옵니다. 이건 지질 트랜스펙션이 아니라 바이러스 감염에 쓰는 것이에요.

	지질 트랜스펙션	렌티바이러스
넣는 것	DNA·RNA	바이러스 입자
도우미	양이온 지질	Polybrene
지속	일시적	유전체에 통합 — 영구

Polybrene도 양이온 고분자입니다 — 바이러스와 세포막의 전기적 반발을 줄여 줍니다.

다만 농도가 높으면 세포에 독성이 있어요. 8 µg/ml은 그 균형점입니다.

숫자는 원리를 보는 <b>모의</b>입니다 — 논문에 N/P 비는 적혀 있지 않습니다.

Python 브라우저에서 실행

# 전하 비율 (N/P ratio) — 리포플렉스가 + 가 되는 지점
siRNA_nt = 21           # 논문 Table S1 의 siRNA 길이
음전하 = siRNA_nt       # 인산 하나당 -1

print(f"siRNA {siRNA_nt} nt → 음전하 약 {음전하}개")
print()
print(f"{'양이온 지질 개수':>16}{'N/P':>8}{'복합체 전하':>12}   {'세포막에'}")
for 양 in [5, 10, 21, 40, 63]:
    np_ratio = 양 / 음전하
    총 = 양 - 음전하
    상태 = "끌린다" if 총 > 0 else "밀친다" if 총 < 0 else "중성 — 뭉쳐 가라앉는다"
    print(f"{양:>16}{np_ratio:>8.1f}{총:>+12}   {상태}")
print()
print("N/P 가 1 근처면 전하가 상쇄돼 침전한다 — 실제로는 2~4 를 쓴다.")

고등학생왜 무혈청 배지에서 하나

혈청이 있으면	내용
혈청 단백질이 복합체에 붙음	효율 저하
핵산 분해 효소가 있음	DNA/RNA가 잘림
복합체가 뭉침	세포에 안 들어감

그래서 복합체를 만들 때는 무혈청 배지(Opti-MEM 등)를 씁니다. 세포에 넣은 뒤 몇 시간 지나면 혈청 있는 배지로 갈아 줘요.

시약을 섞을 때와 세포에 줄 때의 조건이 다릅니다 — 순서가 중요합니다.

🤔 확인 문제

리포펙타민이 siRNA 를 세포에 넣는 원리는?

🤔 확인 문제

폴리브렌 8 µg/ml 을 넣는 이유는?