김대식 한국생명공학연구원 유전체교정연구센터 박사팀은 10일 자체 개발한 절단 유전체 분석 기법으로 유전체 전체 수준에서 염기교정 유전자 가위가 비표적 위치에서 오작동이 일어나는 위치를 확인, 그 정확성을 규명했다고 밝혔다.
생명체에 대한 모든 정보를 담고 있는 DNA는 네 개의 염기로 구성돼 있다. 아데닌(A), 티민(T), 시토신(C), 구아닌(G) 염기는 서로 쌍을 이뤄 순서를 만들고 3개의 염기를 조합해 유전 정보를 저장한다. DNA 염기서열이 중요한 이유는 단일 염기 하나만 잘못 되어도 심각한 병을 초래하기 때문이다. 낭성 섬유증, 겸상 적혈구 빈혈증 등은 특정 염기 하나가 잘못돼 발생하는 대표적 유전질환이다.
이같은 질환을 치료하기 위해 크리스퍼 유전자가위(CRISPR/Cas9, CRISPR/Cpf1)를 사용하려는 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 DNA 염기서열을 잘라 유전자가 작동을 하지 못하게 하는 일은 가능하지만 특정 염기를 바꾸어 주는 것에는 어려움이 있었다.
이를 보완하기 위해 염기교정 유전자 가위(Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위)가 개발됐지만 표적 위치에 정확히 작동하는지, 비표적 위치에 오작동하지 않는지는 전혀 알려지지 않았다.연구진은 자체 개발한 절단 유전체 분석 기법으로 세계에서 최초로 유전체 전체 수준에서 염기교정 유전자가위가 비표적 위치에서 오작동이 일어나는 위치를 확인, 그 정확성을 규명했다.
김대식 박사는 “이번 연구성과는 염기교정 유전자가위의 정확성을 측정한 결과, 염기교정 유전자가위의 DNA에서 오작동이 일어나는 위치가 유전자가위와 다른 것을 확인한 것”이라며“Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위를 구성하는 탈아미노효소에 변이를 줌으로써 정확성이 더 높은 크리스퍼 염기교정 유전자가위를 제작했고, Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위의 성능이 확인됨에 따라 향후 유전자 및 줄기세포 치료제 개발, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등 널리 활용될 것”이라고 기대했다.
이번 성과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8월 13일자 온라인판에 게재됐다.
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