캠퍼스 유전자 편집 프로젝트에서 과학적 꿈을 실현하는 Ryan

화학과 학생 Cassidy Ryan은 동문 기부로 지원되는 프로젝트인 유전자 기능에 대한 이해를 향상시키기 위해 유전자 편집 기술을 사용하여 살아있는 유기체의 유전자를 수정하는 캠퍼스에서 이번 여름을 보냈습니다.

과학과 수학에 깊은 관심을 갖고 있는 캐시디 라이언(Cassidy Ryan)은 오랫동안 과학자로서의 경력을 꿈꿔왔습니다. 이러한 열망은 Rose-Hulman의 학부 연구 및 학술 기업을 통해 실현되고 있습니다.

화학 전공 3학년(화학 공학 부전공 포함)은 유전자 기능에 대한 이해를 향상시키기 위해 이번 여름에 유전자 편집 기술을 활용하여 살아있는 유기체의 유전자를 수정하는 데 시간을 보냈습니다. 이러한 지식을 활용하면 과학자들은 다양한 유전적 또는 후천적 질병을 치료하고 농업 및 생명공학에 영향을 미칠 수 있는 방법을 개발할 수 있습니다.

Olin Hall의 화학 공학과 특별 프로젝트 실험실에서 Ryan은 가장 널리 사용되는 게놈 편집 시스템인 CRISPR/Cas9를 사용하여 유기체의 DNA 서열을 절단하여 기존 DNA를 제거하고 대체 DNA를 삽입할 수 있게 했습니다.

다단계 유전자 편집 과정은 Cas9 뉴클레아제 효소를 도입하고 RNA를 세포로 안내하는 것으로 시작됩니다. 가이드 RNA는 특정 DNA 서열에 결합하여 Cas9 효소에게 DNA를 절단할 위치를 정확하게 알려줍니다. 절단 부위에서 원래의 DNA는 수리 중에 새로운 DNA로 대체될 수 있으며, 이를 통해 유기체에 변화를 주어 영양가가 높은 작물을 개발하거나 전염병을 근절하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

"이 비교적 새로운 과학 분야에서 새로운 프로토콜을 만드는 것은 어렵습니다."라고 Alfred R. Schmidt 우수 교육 의장이기도 한 화학 공학 부교수 Irene Reizman 박사는 인정했습니다. Ryan의 교수진 학업 고문으로서 그녀는 자신의 연구실에서 진행되는 여름 연구 프로젝트가 훌륭한 교육 기회가 될 것이라고 생각했습니다. 이 연구실에는 산업 발효 및 기타 응용 분야에서 부산물 형성을 줄이기 위한 전세포 바이오 센서를 개발하는 학부생이 있습니다.

Ryan은 도전할 준비가 되어 있었습니다. “이것이 제가 좋아하는 일, 즉 과학에 손을 대는 것입니다. Reizman 박사가 이 프로젝트에 대해 이야기했을 때 저는 빨리 시작하고 싶었습니다.”

그녀는 중합효소 연쇄반응을 사용하여 DNA 분자를 성공적으로 증폭시킨 다음 전기영동이라고 불리는 과정인 전류를 사용하여 분리하여 DNA 분자가 정확하다는 것을 검증함으로써 획기적인 발전을 이루기까지 5번의 시도가 필요했습니다.

프로젝트의 다음 단계를 위해 실험실에서 작업하는 동안 흰색 실험실 가운과 일회용 파란색 장갑을 착용한 Ryan은 "연구를 완료하고 나면 뭔가가 있다는 것을 알았고 제 길을 가고 있었습니다."라고 말했습니다. “저는 모든 단계에서 문제를 해결하고 최적의 연결을 얻는 것을 좋아합니다. 나는 한 번에 한 단계, 하루에 한 단계씩 진행합니다. 실패보다 성공이 많아지고 발전이 이루어지고 있다면 만족합니다.”

이 유전자 편집 연구 프로젝트는 1968년 화학공학 졸업생인 Cecil Witherbee와 그의 아내 Sherry가 제공한 화학공학 연구 기금의 지원을 받고 있습니다. 이 기금은 여름 프로젝트에 참여하는 다른 화학 공학 학생들을 지원합니다. 과거 학생들은 학술 저널에 연구 논문을 발표하고 학부 컨퍼런스에 소개되어 대학원 진학을 위한 기반을 마련했습니다.

과학에 대한 Ryan의 관심은 시카고 교외인 일리노이주 호프만 에스테이츠(Hoffman Estates)의 고등학생 때부터 발전했습니다. 1학년이 되었을 때 그녀는 과학, 기술, 공학, 수학 학부 교육 분야의 전국적 리더로서 연구소의 명성을 알게 된 후 처음으로 Rose-Hulman을 방문했습니다.

“아버지는 Rose-Hulman이 STEM 대학으로서 매우 높은 평가를 받고 있기 때문에 꼭 방문해야 한다고 말씀하셨습니다. 저는 깊은 인상을 받았고 기회가 있을 때마다 다시 방문하고 싶습니다.”라고 그녀는 말했습니다. "나는 항상 과학과 수학에 관심이 많은 사람이었고 Rose-Hulman이 나에게 적합하다는 것을 알고 있었습니다."