크리스퍼 방식보다 정확한 차세대 유전자 가위

2017.04.11 07:00
Pixabay 제공
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차세대 유전체 교정 기술인 ‘염기교정 유전자 가위(Base Editor)’의 정확성이 처음으로 확인됐다. 정확성이 확인된 만큼, 맞춤형 치료제 개발 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 가능성이 커졌다.

 

김진수 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단장 팀은 서울대 화학부와 공동으로 염기교정 유전자 가위가 기존 사용하던 ‘크리스퍼 유전자 가위’보다 더 정확하게 유전체를 교정할 수 있다는 사실을 확인했다고 10일 밝혔다.

 

현재 과학자계에서 주목하는 크리스퍼 유전자가위는 두 가닥의 DNA를 모두 자르는 방식이다. 반면 유전체 교정은 글이나 영상을 잘라내고 붙여 편집하듯, 효소로 DNA의 유전자를 편집하는 기술을 말한다. 

 

염기교정 유전자 가위는 더 정교하다. 유전자는 아데닌(A), 티민(T), 시토신(C), 구아닌(G)의 4개 염기 중 3개로 구성된다. 염기교정 유전자 가위로는 이 3개의 염기 중 특정 염기 하나만 다른 염기로 교체할 수 있는 기술이다.

 

하지만 현재까지 이 기술이 표적한 위치에서 정확하게 작동하는지 여부에 대해서는 거의 알려진 바가 없었다.

 

연구진은 직접 개발한 ‘절단 유전체 시퀀싱 기법’을 이용해 이 방식이 정확하다는 사실을 확인했다. 유전자가위 처리 전과 후의 DNA 서열을 분석하는 방법으로 효소로 인해 잘려나간 위치를 파악하는 방식이다.

 

그 결과 크리스퍼 유전자 가위가 32억 개의 인간 유전체 중 평균적으로 90곳을 절단하는 반면, 염기교정 유전자 가위는 평균 18곳에만 변이를 일으킨다는 사실이 확인됐다. 표적하지 않은 위치에서 오작동할 확률도 적다는 의미다.

 

또 연구진은 교정할 DNA를 찾아가는 ‘가이드 RNA’ 말단에 구아닌 염기를 추가해 길이를 조절하면, 표적위치에서는 잘 작동하면서 오작동할 확률은 줄일 수 있다는 사실까지 확인했다.

 

김 단장은 “지난 2월 염기교정 유전자가위를 이용해 실제 생쥐 배아의 유전체를 교정하는 데 성공한 것에 이어 정확성까지 입증한 것”이라며 “앞으로 이 기술이 유전자 및 줄기세포 치료제 개발, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등에 널리 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

 

이 연구결과는 학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 11일자 표지논문으로 실렸다.

 

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