5강 / 20강

자를까 끌까 켤까 — 세 가지 교란이 묻는 것이 다르다

CRISPRko · CRISPRi(dCas9-KRAB) · CRISPRa

유전자를 "끈다" 는 말에는 방식이 여럿 있고, 방식마다 묻는 질문이 다릅니다. Perturb-seq 에서 무엇을 고르느냐가 결과의 성격을 정합니다.

✂️

CRISPRko — 자른다

DNA 를 끊고 세포가 서툴게 붙입니다. 완전히 없앨 수 있습니다

🔇

CRISPRi — 끈다

dCas9-KRAB 이 전사를 막습니다. DNA 는 그대로입니다

🔊

CRISPRa — 켠다

전사를 올립니다. 없던 것을 만들어 넣는 질문

고등학생자를까 끌까 켤까

유전자를 건드리는 방법이 셋 있습니다. 각각 다른 질문에 답해요.

방법	하는 일	비유
CRISPRko	유전자를 잘라 영구 파괴	기계를 부숨
CRISPRi	전사를 억제 (dCas9-KRAB)	전원을 낮춤
CRISPRa	전사를 활성화	전원을 올림

약은 대개 끄는 일을 하니, CRISPRi가 약의 상황에 가장 가깝습니다.

고등학생셋의 차이가 결과를 바꾼다

	CRISPRko	CRISPRi	CRISPRa
정도	완전 (또는 전혀)	부분 (70~90%)	증가
DNA 손상	있음 — 배경 잡음	없음	없음
필수 유전자	세포가 죽어 관찰 불가	부분 억제로 관찰 가능	—
세포마다 결과	제각각 (수선 결과에 따라)	비교적 균일	균일
답하는 질문	없으면 어떻게 되나	줄이면 어떻게 되나	늘리면 어떻게 되나

대신 CRISPRi 가 치르는 대가

CRISPRi 가 잘하는 것

세포마다 같은 방향으로 낮춘다
끈 정도를 그 유전자의 전사량으로 직접 잴 수 있다
필수 유전자도 세포가 죽기 전에 읽힌다

CRISPRi 가 못하는 것

완전히 없애지 못한다 — 대개 70~90% 감소
조금만 남아도 되는 유전자는 아무 일 없어 보인다
프로모터 가까이만 걸린다 — 표적 자리가 제한된다

고등학생CRISPRa가 필요한 경우

병에서 유전자가 내려가 있다면, 되돌리려면 올려야 합니다. 그때 CRISPRa로 확인해요.

병에서의 변화	확인 방법	약의 방향
올라감	CRISPRi로 내려 봄	억제제 — 만들기 쉬움
내려감	CRISPRa로 올려 봄	활성화 — 어려움

두 번째 줄의 표적은 발견해도 약으로 만들기 어렵습니다 — 그래도 기전 이해에는 값집니다.

넉다운 세기를 유전자 자신의 전사량으로 잴 수 있는 것 — 이것이 CRISPRi 의 가장 실용적인 장점입니다. 8강에서 이것으로 체를 만듭니다.

Python 브라우저에서 실행

import tgt

# 이 스크린은 CRISPRi 입니다 — 넉다운 세기를 유전자 자신의 전사량으로 잽니다
rows = tgt.rows()
strong = [r for r in rows if r["kd"] >= 20]
weak   = [r for r in rows if r["kd"] < 5]

print("넉다운 세기 20 이상 :", len(strong), "개")
print("넉다운 세기 5 미만  :", len(weak), "개  ← 잘 안 껴진 것들")
print()
print("잘 껴진 것 :", ", ".join(r["gene"] for r in sorted(strong, key=lambda r: -r["kd"])[:8]))
print("약하게 껴진 것:", ", ".join(r["gene"] for r in sorted(weak, key=lambda r: r["kd"])[:8]))

CRISPRa 는 다른 질문이다

끄는 실험은 "없으면 어떻게 되나" 를 묻습니다. 켜는 실험은 "더 있으면 어떻게 되나" 를 묻습니다. 둘은 대칭이 아닙니다.

🛡️

저항성 찾기

무엇을 켜면 약이 안 듣게 되는가 — 내성 기전을 미리 봅니다

🔄

재프로그래밍

무엇을 켜면 세포가 건강한 상태로 돌아가는가

표적 발굴에서 억제제를 찾는 것이 목적이라면 끄는 실험이 맞습니다. 켜는 실험은 억제제 표적을 직접 주지 않습니다 — 다른 목적에 씁니다.

고등학생이 강의가 CRISPRi를 쓰는 이유

이유	내용
약과 닮음	부분 억제 — 약도 100% 막지 않음
DNA 손상 배경 없음	발현을 읽는 실험에 결정적
필수 유전자도 관찰 가능	죽기 전 상태를 볼 수 있음
결과가 균일	세포 간 편차가 적음

대신 대가가 있습니다 — 완전히 안 꺼지니 얼마나 껐는지 매번 확인해야 해요. 8강이 그 이야기입니다.

18강의 함정 중 하나 — CRISPRi는 완전히 없애지 못합니다.

🤔 확인 문제

단일세포 읽기에 CRISPRko 보다 CRISPRi 가 대개 나은 이유는?

🤔 확인 문제

CRISPRi 스크린에서 어떤 유전자가 조용했습니다. 가장 조심스러운 해석은?