정확도 1만 배! 합성 물질로 성능 개선한 유전자가위 ‘크리스퍼’

2018.04.26 09:34
크리스퍼 의 정확도를 기존보다 1만배 이상 획기적으로 개선하는 기술이 개발됐다. - GIB 제공
'크리스퍼' 의 정확도를 기존보다 1만배 이상 획기적으로 개선하는 기술이 개발됐다. - GIB 제공

암이나 혈우병 등의 유전병을 치료하는 데 큰 효과를 발휘할 것으로 기대되는 차세대 유전자 교정 기술 '크리스퍼'의 정확도를 기존보다 약 1만 배 이상 획기적으로 개선하는 기술을 국내 연구팀이 개발했다.


김성근 서울대 화학부 교수팀은 캐나다 앨버트대 연구팀과 공동으로 크리스퍼가잘못된 DNA 지점을 찾는 등 오작동을 일으킬 경우, 마치 스위치가 꺼지듯 저절로 작동을 멈추게 하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 네이처커뮤니케이션스 13일자에 발표됐다.

 

김 교수팀은 목표 DNA를 찾는 과정의 정확도를 높이고자 했다. 크리스퍼는 DNA를 자르는 절단효소와, 자르기를 원하는 부위를 크리스퍼에게 알려주는 일종의 표지인 '가이드 RNA'로 이뤄져 있다. 김 교수팀은 '핵산가교(BNA)'라는 새로운 물질을 인공적으로 합성한 뒤, 가이드 RNA 속 염기 일부를 대체했다. 이렇게 일부를 대체한 가이드 RNA는 분자의 유연성이 줄어들었고, 그 결과 완벽하게 일치하지 않는 이상 DNA와 절대 결합하지 않는 까다로운 특성을 지니게 됐다. 만에 하나 결합을 하더라도, 안정적인 구조를 만들지 못하고 계속 구조 변화를 일으키며 절단효소의 작동을 방해했다. 그 결과 잘못된 DNA 부위를 절단하는 비율을 1만 분의 1 수준으로 줄여, 거의 0%에 가깝게 줄어들었다. 반면 원래 목표하던 DNA를 절단하는 비율은 큰 영향을 받지 않았다.

크리스퍼는 표적 DNA를 인식하는 가이드 RNA와 DNA를 절단하는 카스9 절단효소로 이뤄져 있다. 가이드 RNA의 일부를 가교 핵산(BNA)으로 치환하면, 표적 DNA에 대한 절단 능력은 유지되면서도 다른 유사 DNA는 자르지 않는다는 사실을 이번 연구로 확인했다. -사진 제공 서울대
크리스퍼는 표적 DNA를 인식하는 가이드 RNA와 DNA를 절단하는 카스9 절단효소로 이뤄져 있다. 가이드 RNA의 일부를 가교 핵산(BNA)으로 치환하면, 표적 DNA에 대한 절단 능력은 유지되면서도 다른 유사 DNA는 자르지 않는다는 사실을 이번 연구로 확인했다. -사진 제공 서울대

 

 

연구팀은 "크리스퍼 기술이 실제 유전병 환자 치료에 활용되는 데 한 걸음 더 다가설 수 있을 것"이라고 말했다.
 

 

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