국내 연구진이 동물의 돌연변이 유전자를 정상으로 되돌리는 기술을 개발, 실제 동물 성체 실험에 성공했다. 교정 정확성과 향후 유전질환 치료 가능성을 한 번에 입증했다.
기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 김진수 유전체교정 연구단 단장이 이끄는 연구팀이 '아데닌 염기교정 유전자가위로 생쥐의 DNA 가운데 원하는 염기 하나만을 바꾸는데 처음으로 성공했다고 29일 밝혔다.
DNA 염기는 생명체의 정보를 담은 물질이다. 아데닌, 티민, 시토신, 구아닌 등 네 가지 염기가 서로 쌍을 이루면서 염기 서열을 구성한다.
염기 서열을 바꾸려면 유전자 가위를 활용한다. 대부분의 유전 질환은 단일 염기 문제로 발생하는데, 이를 바꾸면 질환을 치료할 수 있다. 그러나 기존 3세대 크리스퍼 유전자가위는 DNA 가닥 두 개를 모두 잘라 정확도가 떨어진다.
연구팀은 염기 하나만 바꿀 수 있는 염기교정 가위를 개발했다. spCas9 효소, 아데닌을 분해하는 탈아미노효소로 가위를 구성했다. spCas9 효소가 DNA 한 쪽 가닥을 자르고 탈아미노효소가 아데닌의 아미노그룹을 제거하면, 구아닌 염기가 형성되게 했다.
연구팀은 동물 실험으로 가위의 성능을 입증했다. 생쥐 배아의 'Tyr 유전자(멜라닌 색소 형성에 영향을 끼치는 유전자)' 염기를 교체했다. 총 28억 쌍의 염기 가운데 단 하나만 바꿔 백색증 생쥐를 만드는데 성공했다. 성체 생쥐 실험에서도 'Dmd 유전자' 변이로 근위축증을 겪는 생쥐 근육에 염기교정 가위를 주입해 관련 염기를 정상 치환하고 치료효과를 확인했다. 염기교정 가위로 동물의 성체 조직을 교정해 효과를 본 것은 이번이 처음이다.
김진수 단장은 “아데닌 염기교정 가위로 돌연변이를 정밀 교정할 수 있게 됐다”면서 “난치성 유전질환 치료 가능성을 입증했다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
