생명연, Cpf1 염기교정 유전자가위 오작동 위치 확인
유전자 치료 및 줄기세포 치료제 개발 등에 활용
국내 연구진이 새로운 염기교정 유전자 가위의 성능과 정확도를 규명함에 따라 유전자 치료 및 줄기세포 치료제 개발에 전기를 마련하게 됐다.
한국생명공학연구원은 김대식 박사 연구팀과 김진수 IBS(기초과학연구원) 수석연구위원 연구팀이 기존 크리스퍼-Cpf1을 보완하기 위해 개발한 'Cpf1 기반 시토신 염기교정 유전자 가위'의 정확성을 모든 유전체에서 처음으로 입증했다고 10일 밝혔다.
유전자 가위는 인간과 동식물 세포의 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 DNA를 절단하는 효소로, 유전체를 교정하는 기술로 쓰인다. 시토신 염기교정 유전자 가위는 크리스퍼-Cpf1을 변형해 아데닌(A), 티민(T), 시토신(C), 구아닌(G) 등 네 개 염기로 구성된 DNA 염기서열에서 시토신(C)을 티민(T)으로 염기 한 개만 변형시킬 수 있는 기술이다.
낭성 섬유증이나 겸상 적혈구 빈혈증 등은 특정 염기 하나가 잘못돼 발생하는 대표적인 유전질환으로, 이를 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 치료하려는 연구가 활발히 진행돼 왔다. 하지만, 특정 단일 염기만 교체할 수 있는 시토신 염기교정 유전자 가위가 표적 위치에 정확히 작동하는 지와 표적하지 않은 위치에서 오작동하지 않는지에 대해선 전혀 알려지지 않았다.
연구팀은 자체 개발한 '절단 유전체 분석 기법'으로, 30억개 모든 유전체에서 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위와 시토신 염기교정 유전자 가위가 표적하는 부위가 서로 다르고, 표적 정확성이 높은 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위에 비해 시토신 염기교정 유전자 가위가 비표적 변이를 많아 정확도가 떨어진다는 것을 알아냈다.
연구팀을 이를 토대로 탈아미노효소에 변이를 줘 정확성을 높인 시토신 염기교정 유전자 가위를 제작하는 데 성공했다.
김대식 생명연 박사는 "시토신 염기교정 유전자 가위의 성능과 정확도를 확인함에 따라 향후 유전와 줄기세포 치료제 개발, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등에 널리 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(8월 13일자)' 온라인판에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
김대식 생명연 박사 연구팀은 Cpf1 염기교정 유전자 가위의 정확도와 성능을 정확히 규명하는 데 성공했다. 이 유전자 가위 기술은 유전자 치료나 줄기세포 치료제 개발 등에 활용할 수 있다.
