신규 유전자가위, 표적에 정확히 작동하는지 규명
신규 유전자가위, 표적에 정확히 작동하는지 규명
  • 함예솔
  • 승인 2020.09.15 15:25
  • 조회수 251
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

국내 연구진이 DNA 염기 하나만을 바꾸는 유전체 교정 도구 'Cpf1 기반 염기교정 유전자 가위(Cpf1-linked base editors, 염기교정 유전자 가위)'의 정확성을 최초로 입증했습니다. 염기교정 유전자 가위의 성능과 정확성이 확인됨에 따라 이를 이용한 유전자 교정기법이 유전자치료 등에 널리 사용될 것으로 기대됩니다.

크리스퍼 유전자가위 기술은 특정 유전 형질을 잘라낼 수 있습니다. 출처: fotolia
DNA 염기 하나만을 바꾸는 유전체 교정 도구 'Cpf1 기반 염기교정 유전자 가위 정확성 입증. 출처: fotolia

한국생명공학연구원 유전체교정연구센터 김대식 박사팀과 기초과학연구원(IBS) 유전체 교정 연구단 김진수 수석연구위원 연구팀이 공동으로 수행한 이번 연구는 <Nature Communications>에 게재됐습니다. 

Cpf1 염기 교정 유전자 가위의 개념 및 작동 원리. 출처: 한국생명공학연구원
Cpf1 염기 교정 유전자 가위의 개념 및 작동 원리. 출처: 한국생명공학연구원

 염기교정 유전자 가위

 

생명체에 대한 모든 정보를 담고 있는 DNA는 네 개의 염기로 구성돼 있습니다. 아데닌(A), 티민(T), 시토신(C), 구아닌(G) 염기는 서로 쌍을 이뤄 순서를 만들고 3개의 염기를 조합해 코돈(Codon)으로 유전 정보를 저장합니다. DNA 염기서열이 중요한 이유는 단일 염기 하나만 잘못 되어도 심각한 병을 초래하기 때문인데요. 낭성 섬유증, 겸상 적혈구 빈혈증 등은 특정 염기 하나가 잘못되어 발생하는 대표적인 유전 질환입니다. 

 

이러한 질환을 치료하기 위해 크리스퍼 유전자가위(CRISPR/Cas9 혹은 CRISPR/Cpf1)를 사용하려는 연구가 많이 진행됐으나 이는 DNA 염기서열을 잘라 유전자가 작동을 하지 못하게 하는 일은 가능하지만 특정 염기를 바꾸어 주는 것에는 어려움이 있었습니다.

Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위 절단 유전체 시퀀싱 기법 적용 과정. 출처: 한국생명공학연구원
Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위 절단 유전체 시퀀싱 기법 적용 과정. 출처: 한국생명공학연구원

이를 보완하기 위해 염기교정 유전자 가위(Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위)가 개발됐으나 염기교정 유전자가위가 표적 위치에 정확히 작동하는지, 비표적 위치에 오작동하지 않는지는 전혀 알려진 바가 없었습니다.

 

표적에 적당히 작동하는지 규명

Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위와 Cpf1 유전자 가위의 비표적 위치 비교. 출처: 한국생명공학연구원
Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위와 Cpf1 유전자 가위의 비표적 위치 비교. 출처: 한국생명공학연구원

본 연구진은 자체 개발한 절단 유전체 분석 기법(Digenome-seq)으로 세계에서 처음으로 유전체 전체 수준에서 염기교정 유전자가위가 비표적 위치에서 오작동이 일어나는 위치를 확인, 그 정확성을 규명했습니다. 참고로 절단 유전체 분석 기법(Digenome-seq)은 유전자가위 처리 전과 후를 유전체 시퀀싱(Genome Sequencing) 방법을 통해 잘린 위치를 구별하는 방식입니다.

유전자교정연구센터 김대식 박사. 출처: 한국생명공학연구원
유전자교정연구센터 김대식 박사. 출처: 한국생명공학연구원

연구책임자인 김대식 박사는 "동 연구 성과는 염기교정유전자 가위의 정확성을 측정한 결과, 염기교정 유전자가위의 DNA에서 오작동이 일어나는 위치가 유전자가위와 다른 것을 확인 한 성과"라며 "이번 연구에서 Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위를 구성하는 탈아미노효소에 변이를 줌으로써 정확성이 더 높은 크리스퍼 염기교정 유전자가위를 제작했고, Cpf1 시토신 염기교정 유전자가위의 성능이 확인됨에 따라 향후 이 기술은 유전자 및 줄기세포 치료제 개발, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등 널리 활용될 것으로 기대된다"고 밝혔습니다. 


##참고자료##

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 충청남도 보령시 큰오랏3길
  • 법인명 : 이웃집과학자 주식회사
  • 제호 : 이웃집과학자
  • 청소년보호책임자 : 정병진
  • 등록번호 : 보령 바 00002
  • 등록일 : 2016-02-12
  • 발행일 : 2016-02-12
  • 발행인 : 김정환
  • 편집인 : 정병진
  • 이웃집과학자 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2016-2020 이웃집과학자. All rights reserved. mail to contact@scientist.town
ND소프트