국내 연구팀이 소형 유전자 가위를 개발해, 기존 유전자 편집 기술의 한계를 극복했다.
유전자 가위는 유전자 속 특정 염기서열을 절단해 ▲잘린 유전자를 제거하거나 ▲해당 부위에 유전자를 추가하거나 ▲해당 부위를 새로운 유전자로 교정하는 유전자 편집기술이다. 가장 많이 활용되고 있는 유전자 가위 기술은 크리스퍼 시스템으로, 리보핵산(RNA)과 효소 단백질로 동식물의 특정 DNA 부위를 찾아 잘라내 원하는 유전자를 쉽고 정확하게 찾아 유전자 교정이 가능하다. 다만 기존에 사용되던 크리스퍼 시스템인 Cas12f1은 크기 탓에, 매우 작은 세포에는 들어가는데 한계가 있었다. 포유류 세포에서 낮은 유전자 편집 활성을 보였다.
고려대 의대 생리학교실 김경미 교수 연구팀(고려대 의대 대학원생 박수지, 주성진)은 Cas12f1보다 약 2.6배 더 작은 소형 유전자 가위인 eCas12f1을 개발했다. Cas 단백질과 가이드 RNA를 개량했다.
eCas12f1는 낮은 편집 효율을 보였던 유전자에서도 높은 유전자 편집 활성을 발휘했다. 연구팀은 eCas12f1을 활용해 유방암 세포주에서 세포 주기 관련 유전자인 PLK1을 절단해, 암세포 증식을 81.8% 감소시키는 데 성공했다. 피부암 세포주의 BRAF 유전자 돌연변이를 표적으로 삼아 정상 세포에는 영향을 주지 않고, 암세포에서만 유전자 절단을 유도했고, 결과적으로 세포 증식을 69.7% 감소시켰다.
유전자 가위는 유전자 속 특정 염기서열을 절단해 ▲잘린 유전자를 제거하거나 ▲해당 부위에 유전자를 추가하거나 ▲해당 부위를 새로운 유전자로 교정하는 유전자 편집기술이다. 가장 많이 활용되고 있는 유전자 가위 기술은 크리스퍼 시스템으로, 리보핵산(RNA)과 효소 단백질로 동식물의 특정 DNA 부위를 찾아 잘라내 원하는 유전자를 쉽고 정확하게 찾아 유전자 교정이 가능하다. 다만 기존에 사용되던 크리스퍼 시스템인 Cas12f1은 크기 탓에, 매우 작은 세포에는 들어가는데 한계가 있었다. 포유류 세포에서 낮은 유전자 편집 활성을 보였다.
고려대 의대 생리학교실 김경미 교수 연구팀(고려대 의대 대학원생 박수지, 주성진)은 Cas12f1보다 약 2.6배 더 작은 소형 유전자 가위인 eCas12f1을 개발했다. Cas 단백질과 가이드 RNA를 개량했다.
eCas12f1는 낮은 편집 효율을 보였던 유전자에서도 높은 유전자 편집 활성을 발휘했다. 연구팀은 eCas12f1을 활용해 유방암 세포주에서 세포 주기 관련 유전자인 PLK1을 절단해, 암세포 증식을 81.8% 감소시키는 데 성공했다. 피부암 세포주의 BRAF 유전자 돌연변이를 표적으로 삼아 정상 세포에는 영향을 주지 않고, 암세포에서만 유전자 절단을 유도했고, 결과적으로 세포 증식을 69.7% 감소시켰다.
김경미 교수는 “eCas12f1에 탈아미노효소나 전사조절인자를 융합해 아데노신 염기 편집과 유전자 발현 조절에도 효과적으로 이용될 수 있다”며 “eCas12f1은 작은 크기와 강력한 유전자 편집 능력을 바탕으로 향후 유전자 치료제 개발과 생명공학 응용 연구 등 다양한 분야에서 활용될 것”이라고 했다.
한편, 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 최근 게재됐다.
한편, 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 최근 게재됐다.
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