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어떤 형태의 DNA이건 맵을 그리기 위한 준비물은 두 가지라고 할 수 있다. 첫째는 시퀀스 파일이며, 둘째는 Feature 에 대한 정보인데 상업용 벡터에 대한 이 두 가지 정보는 보통 벡터를 판매하는 제조사의 웹사이트에서 찾을 수 있다. |
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[그림 4. Feature Locations of pEGFP-N1]
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- Human CMV promoter: 1-589
- MCS: 591-671
- EGFP gene : 679-1398
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SV40 Polyadenylation signals: 1552-1586 mRNA 3' ends: 1590 & 1602
- f1 single-strand DNA origin: 1649-2104
- SV40 origin of replication: 2445-2580
- SV40 early promoter : 2278-2546
- Kanamycin/neomycin resistance gene: 2629-3423
- HSV TK polyadenylation signal: 3659-3677
- pUC plasmid replication origin: 4008-4651
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Feature 에 대해서 생소한 독자를 위해 그 의미를 잠깐 소개하기로 하자. 맵을 그리기 위해서는 단순한 염기서열 뿐만 아니라 맵의 위치 정보, 즉 어디에서 어디까지가 CMV promoter 이고 MCS 인가 등의 정보가 필요할 것이다. 이러한 정보를 Feature 라고 부르는데, 상업용 벡터들에 대한 Feature 는 대개 매뉴얼이나 홈페이지 등에서 확인할 수 있다. 위의 링크에서 얻을 수 있는 pEGFP-N1의 원래 Feature 정보는 꽤나 복잡한데 이중에서 맵을 그릴 때 꼭 필요한 정보만 요약하면 [그림 4]와 같다 |
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Sequence와 Feature, 이 두 가지가 준비되었다면 이제 나만의 플라스미드 맵을 그릴 준비는 끝난 것이다.
- 엔사이클론 초기화면의 메뉴중 PlasmidMap을 클릭하거나, SeqSenser의 PlasmidMap을 클릭하여 PlasmidMap 프로그램을 연다.
- pEGFP-N1의 시퀀스를 카피하여 PlasmidMap 프로그램의 시퀀스 창에 붙여넣는다.
- 시퀀스 창 왼쪽 아래에 있는 Linear 를 Circular 로 바꾼다. (주의: 시퀀스 파일내에 특별한 정보가 없는 경우 디폴트는 linear sequence로 인식된다.)
- "GO" 버튼을 눌러 맵을 그린다.
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[그림 5. Plasmid Map 프로그램의 입출력창]
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위의 그림과 같이 단순히 시퀀스만을 집어넣고 별다른 조작 없이 맵을 그렸다면 그림 5의 우측과 같은 결과를 얻을 것이다. PlasmidMap 프로그램의 기본 계산 방식은 우선 입력 시퀀스에 대한 ORF를 검색하여 표시해주고, default enzyme set에 의한 unique cutting site (제한 효소가 한 곳만 잘리는 곳)를 표시해주는 것이다. 따라서 입력 시퀀스의 부가정보가 없는 위의 예제에서는 1) 벡터의 이름: NoID 2) 전체길이 표시 3) ORF 4) default enzyme set에 의한 unique site 만을 표시해주게 되어 있다.
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자, 그럼 이제 남은 작업은 정보가 없는 시퀀스 파일에 정보의 생명을 불어넣어 원하는 화살표와 박스, 위치와 방향, 원하는 제한효소 등을 구미에 맞게 그려넣는 것이다. 이 작업을 도와 주는 것은 Feature 편집기인데 맵이 그려진 출력창의 아랫쪽을 보면 아래와 같은 편집기를 발견할 수 있을 것이다.
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[그림 6. PlasmidMap 출력창의 Feature 편집기]
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맵을 원하는대로 그리기 위해서는 우선 불필요한 ORF정보를 삭제하면 되는데 이는 맵을 그리고 난뒤 생기는 위의 출력창에서 DEL 버튼 아래쪽에 체크박스를 표시하고 DEL 버튼을 누르거나, 아니면 시퀀스 입력창에서 Show Feature 체크박스를 클릭하여 디폴트 Feature 가 표시되지 않도록 하면 된다.
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이렇게 디폴트 Feature를 삭제한 뒤에는 원하는 Feature를 하나씩 추가하는 과정이 필요한데 이는 그림 6 의 Feature편집기 상단에 보이는 Feature Key, start..end, Direction, Name 을 원하는대로 표시하고 Add Feature 버튼을 누름으로써 가능하다.
예를들어 pEGFP-N1 의 CMV promoter를 표시하고자 할때는 Feature Key 를 Promoter로 선택하고, start..end 필드에는 1..589, Direction 은 Forward, 이름은 P CMV, 이런 식으로 표시하면 되는 것이다.
Add Feature를 누르는 순간 맵은 자동으로 바뀐 Feature를 반영하여 수정되는데 그 출력창은 아래와 같이 형성된다.
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[그림 7]
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이러한 과정을 반복하여 그림 4에서 제공하는 Feature를 모두 표시하면 아래와 같은 맵을 얻을 수 있다.
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[그림 8]
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이제 원하는 형태의 맵을 얻었다면 Unknown:NoID로 표시된 벡터의 이름을 바꾸는 일이 남았다. 이를 위해서는 맵 하단에 있는 Save Sequence 버튼을 눌러 시퀀스 정보를 우선 저장해야 한다. 저장된 시퀀스는 텍스트 파일로 저장되기 때문에 메모장에서 간단히 불러올 수 있는데 아래와 같은 정보를 갖고 있을 것이다. 이 서열 파일 구조에 대해 설명하는 것을 다음기회로 미루기로 하고 원하는 맵의 이름을 바꾸는 작업만 소개하기로 하자. 맵의 이름은 아래 서열 파일에서 NG1.0 라인의 두번째 필드에 표시되는데 아래 그림에서는 이 시퀀스의 이름이 Unknown:NoID 로 표시되어 있다. 이를 삭제하고 pEGFP-N1 이라는 이름을 새로 타이핑 한뒤 시퀀스를 저장하면 이제 작업은 거의 끝난 것이다. 마지막으로 새로 수정한 시퀀스 파일을 다시 PlasmidMap 프로그램의 입력창에 넣고 Go 버튼을 누르면 그림 9와 같은 맵을 얻을 수 있을 것이다.
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[그림 9]
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아마 마지막 과정에서 좀더 센스있는 독자라면 PlasmidMap 프로그램이 단순한 그래픽 툴이 아니라 시퀀스 정보를 표현하는 대단히 지능적인 프로그램임을 눈치챘을 것이다. 옳은 지적이다. PlasmidMap 은 언제든지 부가적인 수정없이 맵을 원-클릭에 의해 다시 표현해 줄 수 있다. 따라서 한번 그려둔 맵에 대한 시퀀스 파일만 있다면 라서 사용자가 힘들게 수정한 Map에 대해 Save Sequence 버튼을 눌러 저장하는 것을 잊지만 않는다면 언제건 다시 동일한 맵을 그릴 수 있는 것이다. 시퀀스 정보와 그래픽 정보의 완전한 일치, 이게 PlasmidMap 프로그램의 가장 중요한 개발 취지이자 여타의 프로그램들이 주지 못하는 기능이라고 할 수 있겠다.
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글을 맺으며
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플라스미드 맵하나 그리는데 뭐가 이렇게 복잡해? 라고 반문하는 독자들도 있을 것이다. 그런 느낌이 전달 되었다면 그것은 백퍼센트 장황한 설명을 좋아하는 필자의 말주변 탓이라고 이실직고 하기로 하자. 시퀀스를 입력하고 Go를 누른다, 그리고 맘에 들지 않으면 편집한다. 사실 이게 엔사이클론에서 제공하는 PlasmidMap의 사용법의 전부이다.
엔사이클론의 가장 강점 중의 하나는 단순한 분석을 넘어, 유전자 서열을 체계적으로 관리할 수 있는 자원관리의 개념이 도입된 것이다. 플라스미드 맵 하나에도 이런 철학이 배어 있다는 점을 구구절절이 설명하다보니 이야기가 길어져버렸다. 한가지 간과할 수 없는 엔사이클론의 가장 큰 장점, 공짜라는 점을 다시 한번 강조하면서 글을 맺는다.
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