신형 염기교정 유전자 가위 정확도 처음으로 측정

박주영 기자 기자 페이지

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 국내 연구진이 신형 염기교정 유전자 가위의 정확도를 처음으로 측정해 냈다.

한국생명공학연구원 김대식 박사팀과 기초과학연구원(IBS) 김진수 수석연구위원 연구팀은 'Cpf1 기반 시토신 염기교정 유전자 가위'의 전체 유전체를 분석해 표적하지 않은 부위에서 오작동이 일어나는 위치를 찾아냈다고 10일 밝혔다.

유전자 가위는 인간·동식물 세포의 특정 염기서열을 찾아내 해당 부위 DNA를 절단함으로써 유전체를 교정하는 기술이다.

현재 널리 쓰이는 3세대 크리스퍼 유전자 가위는 절단 효소에 따라 '크리스퍼-Cas9', '크리스퍼-Cpf1' 등으로 나뉜다.

시토신 염기교정 유전자 가위는 크리스퍼-Cpf1을 변형해 아데닌(A)·티민(T)·시토신(C)·구아닌(G)으로 된 DNA 염기서열에서 시토신(C)을 티민(T)으로 염기 한 개만 변형시킬 수 있는 기술이다.

낭성 섬유증이나 겸상 적혈구 빈혈증 등 특정 염기 하나가 잘못돼 생기는 유전질환을 치료하기 위해 크리스퍼 유전자 가위를 사용하려는 연구가 활발히 진행됐으나, 크리스퍼 가위는 DNA 두 가닥 모두를 자르기 때문에 한계가 있었다.

이를 보완하기 위해 특정 단일 염기만 교체할 수 있는 시토신 염기교정 유전자 가위가 개발됐으나 표적 위치에 정확히 작동하는지 여부는 알려지지 않았다.

연구팀은 자체 개발한 '절단 유전체 분석 기법'을 이용, 30억개 유전체를 분석해 이 중 12군데에서 변이가 일어난다는 사실을 밝혔다.

절단 유전체 분석 기법은 유전자 가위 처리 전과 후의 유전체 시퀀싱(염기서열 분석)을 비교해 잘린 위치를 구별하는 방식이다.

분석 결과 시토신 염기교정 유전자 가위는 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위보다 비표적(off-target) 부위가 더 많아 정확성이 떨어지고, 오작동 위치도 서로 다른 것으로 나타났다.

김대식 박사는 "시토신을 분해하는 역할을 하는 탈아미노효소에 변이를 줌으로써 정확성을 높인 염기교정 유전자 가위를 제작할 수 있다"며 "유전자 교정 기법과 줄기세포 치료제 개발에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난달 13일 자 온라인판에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

제보는 카카오톡 okjebo <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포, AI 학습 및 활용 금지> 2020/09/10 12:00 송고