건국대 특성화학부는 생명공학과 목혜정 교수(사진)가 세포 내에서 특정 유전자와 결합, 해당 유전자 발현을 억제해 치료용 바이오 신약의 가능성이 높은 생물 약제인 siRNA(small interfering RNA) 기반의 나노 구조체를 개발하는데 성공했다고 30일 밝혔다. 이번 연구 관련 논문은 세계적 권위의 학술지인 ‘어카운트 오브 케미컬 리서치’(ACCOUNTS of chemical research, ACR) 최근호에 게재됐다.
목 교수는 교육과학기술부와 한국연구재단의 일반연구지원사업의 지원을 받아 남윤성 KAIST 생명과학과 교수팀과 공동으로 치료용 siRNA 전달체 개발의 최근 연구 동향 및 방향을 제시할 수 있는 총설(叢說)논문을 ACR 7월호에 게재했다. ACR은 해설 논문 전문지로 저널 편집진이 어느 한 분야에서 최근 2~3년 사이에 주요 연구 성과를 낸 과학자에게 논문 집필을 의뢰하고 있다. 목혜정·남윤성 교수팀이 게재한 총설논문은 한 가지 연구 분야의 권위자가 최근 이슈가 된 연구주제에 대한 세계적 현황과 추세, 최신 연구결과, 학술 경향과 성과 등을 종합적으로 다룬 연구논문을 말한다. 논문을 의뢰받은 과학자는 관련 분야에서 세계적 권위를 인정받았다고 볼 수 있다.
siRNA는 19~21개의 핵산으로 이루어진 이중 가닥의 유전정보전달물(RNA)이다. 세포 내에서 특정 유전자와 결합해 그 유전자가 단백질로 되는 것을 막는다. siRNA를 이용해 암이나 유전적 질병을 유도하는 유전자가 단백질로 되는 것을 저해해 질병의 원인을 없앨 수 있어 새로운 질병 치료제로 많은 관심을 받고 있다. 실제로 외국의 많은 대학 및 연구소들뿐만 아니라 다국적제약회사와 바이오기업들이 siRNA를 이용한 치료제 개발을 활발히 진행하고 있다.
siRNA는 바이오신약으로 발전될 가능성을 충분히 가지고 있지만 여러 제약으로 상용화되지 못하고 연구단계에 있다. 음전하를 띠고 뻣뻣한 구조를 가지고 있으며 혈액에 노출될 경우 효소 등에 의해 쉽게 분해되는 등 세포내로 전달되기 힘든 단점이 있다. 이러한 생물 약제인 siRNA를 효율적이고 선택적으로 전달하기 위해 다양한 나노 혹은 마이크로 구조체들이 연구되고 있다.
최근 siRNA와 관련된 연구결과에 따르면 siRNA는 20개 가량의 핵산으로만 구성되어 있고, 유연성이 좋지 않으며, 음전하를 띠어 기존의 양이온성 전달체를 이용해 복합체를 형성할 경우 안정성이 떨어지고 유전자 전달 효율이 낮은 문제가 있었다. 목혜정 교수팀은 화학적 결합 방법을 이용해 siRNA 가닥을 여러 개로 이어 분자량이 증가된 siRNA 구조를 개발해 유전자 전달 효율을 높이는 연구들을 진행해왔다. 이같은 연구는 특정 면역반응이나 비특이적 유전자 저해 현상을 일으키지 않고, 타깃(target) 질병 유발 유전자들을 선택적으로 저해해, 유전질환이나 암 등을 획기적으로 치료할 수 있는 기술이 될 수 있을 것으로 평가받고 있다.