표적 정확히 잘라내는 `유전자 가위` 나왔다

생명연 이승환·김선욱 연구팀
암 치료제 등 개발 안전성 높여




국내 연구진이 다양한 유전자 변이에 의해 생기는 암 등 유전자 질환과 난치성 희귀질환 치료제 개발에 활용할 수 있는 유전자 가위 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 이승환·김선욱 박사 연구팀이 이동석 경북대 교수 연구팀과 함께 표적을 선택적으로 인식하는 능력(표적 특이성)을 향상시킨 유전자 가위 기술 중 하나인 '크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas12a)'를 개발했다고 2일 밝혔다.

유전자 가위는 인간과 동·식물 세포의 특정 염기서열을 찾아내 해당 부위의 DNA를 잘라내 유전체를 교정하는 기술로 차세대 유전자 치료제로 주목받고 있다.

교정해야 할 유전자 부위를 찾아주는 '가이드 RNA'와 표적 부위를 실제로 자르는 '절단 효소'로 나뉜다. 현재 널리 쓰이는 유전자 가위 기술인 크리스퍼 유전자 가위는 절단 효소에 따라 카스9(Cas9), 카스12a(Cas12a), 카스13(Cas13) 등으로 나뉜다. 이 중 크리스퍼 카스12a는 DNA 염기서열에서 티민(T)이 많은 표적에 널리 사용되는 데, 표적하지 않은 여러 부위를 절단하는 성질을 지녀 안전성 우려가 있다.

연구팀은 크리스퍼 카스12a의 가이드 RNA 말단 부위를 DNA로 치환해 비표적 절단을 획기적으로 줄이면서 표적 특이성을 높였다. DNA 치환을 통해 가이드 RNA가 비표적 DNA와 결합할 경우 구조가 불안정해지면서 비표적 DNA 절단을 줄어들게 한 것이다. 그 결과, 크리스퍼 카스 12a의 표적 특이성을 높일 수 있었고, 유전자 변이로 인한 다양한 인체 질병 치료제 개발에 활용할 수 있게 됐다고 연구팀은 설명했다.

이승환 생명연 박사는 "가이드 RNA를 기반으로 작동하는 다양한 유전자 가위 시스템에 적용할 수 있고, 암 치료제나 다양한 유전 질환, 희귀성 난치 질환 등 유전자 치료제 개발의 안전성을 높이는 데 기여할 것"이라고 말했다. 이 연구결과는 생물학 분야의 세계적 저널 '핵산 연구(지난 7월 20일자)' 온라인판에 실렸으며, 과기정통부와 연구재단의 지원을 받아 연구가 수행됐다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr