바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 엄은혁 기자

MIT대 연구팀이 기존의 크리스퍼(CRISPR) 기술과 인테그라제(integrase) 효소를 결합해 DNA 특정부위에 3만6000bp의 유전자를 편집한 연구결과를 내놨다. 긴 유전자서열(large sequence)을 삽입할 수 있다는 이번 연구결과로 다수의 유전자 변이가 발견되는 질병에 대한 치료한계를 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

크리스퍼 유전자편집은 특정 위치의 DNA 이중가닥을 절단하고(DSB) 유전자를 편집하는 기술로, 세포가 절단된 이중가닥을 수리하는 과정에서 유전자 삽입 또는 제거(indel) 등 오류가 일어날 가능성이 높고 DNA 수리기능이 활발히 일어나는 분열중인 세포에서만 작동한다는 한계가 있다. 이에 대안으로 단일가닥의 절단만으로 DNA를 편집하는 프라임편집(Prime editing) 기술이 개발됐지만, 프라임편집으로는 50bp 남짓의 짧은 서열만 편집할 수 있다는 한계가 있다.

연구팀은 기존 Cas9 니카아제(nickase)와 역전사효소(RT)로 구성된 프라임편집 모델에 세린 인테그라제(serine integrase)를 결합해 유전자편집 오류 가능성은 낮추면서 보다 긴 시퀀스를 편집할 수 있는 PASTE(Programmable Addition via Site-specific Targeting Elements) 기술을 개발했다. PASTE는 Cas9 니카아제로 형성된 DNA 단일가닥에 먼저 역전사효소에 의해 결합부위(attachment site)인 attB 서열이 합성되면, 세린 인테그라제가 해당 부위를 인식하고 attP 서열을 보유한 특정 시퀀스를 삽입하는 원리다. 연구팀은 이 원리를 attB 결합부위인 착륙지점(landing pad)에 전달하고자 하는 시퀀스를 내려놓는 ‘드래그앤드롭(drag-and-drop)’ 형태라고 설명했다.

오마르 아부다예(Omar O. Abudayyeh)와 조나단 구텐버그(Jonathan S. Gootenberg) MIT대 연구팀은 지난달 24일(현지시간) 해당 PASTE 기술을 이용해 여러 유전자를 삽입한 연구결과를 국제학술지 네이처 바이오테크놀로지(Nature biotechnology, IF=68.164)에 게재했다(doi: 10.1038/s41587-022-01527-4)....