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서울대, 정확도 향상된 유전자 가위 작동원리 규명
김성근 교수팀 연구결과…유전병 환자 치료 활용에 도움 기대
2018년 04월 25일 (수) 09:28:40
   
 

[대학저널 신효송 기자] 서울대학교(총장 성낙인) 화학부 김성근 교수 연구팀이 캐나다 앨버타대학교 Basil P. Hubbard 교수팀과 국제 공동연구를 통해 정확도가 대폭 향상된 크리스퍼(CRISPR-Cas9) 유전자가위 기술개발 및 작동원리를 규명했다. 연구결과는 4월 13일 저명한 국제 학술지인 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 온라인 발표됐다.

크리스퍼 유전자가위는 표적이 되는 유전자가 담긴 DNA 가닥만을 선택적으로 잘라내는 효소이다. 암 및 혈우병 등의 유전 질환 치료를 위한 차세대 유전자 교정 기술로 각광받고 있다. 이 기술의 핵심은 가이드 RNA라 불리는 효소를 구성하는 짧은 RNA에 있다. 자연에 존재하는 가이드 RNA는 표적 DNA에 대한 특이성이 높지 않아 표적 DNA와 비슷한 염기서열을 지닌 유사 DNA까지도 자르는 낮은 선택성이 한계로 지적되고 있다.

연구팀은 가이드 RNA 중 일부를 가교 핵산 (bridged nucleic acid, BNA)이라 불리는 화학적으로 합성한 물질로 치환, 크리스퍼 유전자가위의 표적 정확도를 기존 대비 1만 배 이상 획기적으로 향상시켰다.

합성한 가이드 RNA를 포함하는 크리스퍼 효소가 표적 및 유사 DNA와 결합할 때의 구조변화를 단일분자 수준에서 관찰했다. 이를 자연에 존재하는 가이드 RNA의 경우와 비교 분석함으로써 표적 정확도 향상에 대한 분자 수준에서의 원인을 규명했다.

서울대 관계자는 "BNA를 도입한 합성 가이드 RNA는 향상된 표적 정확도뿐만 아니라 생체 내에서 보다 안정적으로 기능할 수 있는 특징도 갖고 있다"며 "본 연구를 통해 크리스퍼 유전자가위 기술이 실제 유전병 환자 치료에의 활용이라는 궁극적 목표에 한 걸음 더 다가설 수 있을 것"이라고 말했다.


신효송 기자 shs@dhnews.co.kr
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