표적 DNA 신호 증폭시켜 염기서열 분석
유전 질환, 희귀성 난치 질환 등 안전성 기여 기대

한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)은 한양대 의과대학 허준호 교수팀이 이승환 국가영장류센터 박사팀, 김선욱 미래형동물자원센터 박사팀과 함께 유전자 가위의 표적 특이성을 초민감도로 검측할 수 있는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

크리스퍼 유전자 가위는 인간·식물 세포의 특정 염기서열에서 해당 부위 유전자(DNA)를 잘라 유전체를 교정하는 기술을 말한다. 교정해야 할 표적 DNA를 찾는 '가이드 RNA'와 표적 부위를 자르는 절단 효소로 나뉜다.

현재 유전자 가위는 목표 유전자 대신 비표적 유전자 부위를 의도치 않게 절단하는 오작동 문제가 지적되고 있었다. 이를 위해 다양한 유전자 가위에 대해 오작동 여부를 검증하는 시스템이 구축됐지만 민감도가 낮아 1% 이하의 오작동을 감지하기 어려웠다.

연구팀은 편집 대상인 표적 DNA의 신호를 증폭시켜 차세대 염기서열 분석을 통해 오작동 여부를 확인하는 기술을 개발했다. 

연구팀은 실험을 통해 유전자 가위에 생긴 1% 이하의 오작동 표적 DNA들이 증폭 시스템에 의해 신뢰할 만한 수준에서 정확하게 검측될 수 있음을 확인했다.

연구책임자인 이승환 박사는 "이번 연구성과는 가이드 RNA를 근간으로 작동하는 다양한 유전자 가위뿐만 아니라 유전자 질환, 희귀성 난치 질환 등의 유전자 치료제 개발에 있어 큰 기여를 할 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업과 국가과학기술연구회가 진행하는 BIG(Big Issue Group) 사업 지원으로 수행됐으며, 생물학 분야 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature communications)' 온라인판에 지난 7월 18일 자로 게재됐다. (논문명: Prediction-based highly sensitive CRISPR off-target validation using target-specific DNA enrichment)

크리스퍼 유전자 가위 정확도를 연구하는 생명연 연구팀 (출처: 한국생명공학연구원)
크리스퍼 유전자 가위 정확도를 연구하는 생명연 연구팀 (출처: 한국생명공학연구원)

 

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