바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 박동영 기자

▲*왼쪽부터 김대식 박사, 김용삼 박사(한국생명공학연구원 보도자료)

기존 CRISPR 유전자 가위의 한계를 극복한 차세대 유전자 가위 ‘프라임에디팅(Prime Editing)’의 효율성과 정확성을 검증한 연구가 나왔다.

한국생명공학연구원 유전자교정연구센터 연구팀은 지난 9월 차세대 유전자 가위 프라임에디팅(Prime Editing)의 효율성 및 정확성을 검증한 연구를 뉴클레익 애시드 리서치(Nucleic Acid Research)에 온라인판으로 게재했다(DOI: 10.1093/nar/gkaa764).

이번 연구의 책임자 김용삼 박사는 “이번 연구로 프라임에디팅의 높은 효율성과 정확성을 검증했다”며 “전달기술의 발전과 함께 이를 기반으로 한 유전자치료제 개발 가능성이 높아졌다”고 말했다.

CRISPR 유전자 가위는 유전자의 제거, 삽입, 치환을 유도해 기초연구 및 유전자치료 등 다양한 분야에 이용되어 왔다. 그러나 낮은 정확도로 유전질환 치료에 적용하기에는 한계가 있다. 이를 극복하고자 지난해 미국 브로드연구소(Broad Institute)는 기존 CRISPR 유전자 가위보다 높은 정확도로 유전자를 편집(Edit)하는 프라임에디팅 기술을 개발했다.

프라임에디팅은 기존 CRISPR와 작용기전에 차이가 있다. 기존 CRISPR는 DNA의 이중가닥(Double-strand)을 모두 절단한 후 세포가 DNA를 자연적으로 복구하는 메커니즘이다. 반면, 프라임에디팅은 DNA 이중가닥 중 단일가닥만 절단한 후 역전사효소(Reverse Transcriptase)를 통해 원하는 염기서열을 직접 삽입하는 기전이다.

연구팀은 프라임에디팅의 정확성을 확인하고자 인비트로(In Vitro) HEK293T 세포에서 타깃 유전자(RNF2, RUNX1)에 대한 프라임에디팅의 효율을 확인했다. 결과에 따르면 오직 5개의 오프타깃(Off-Target)만 발견됐으며 0.1~1.9% 비율이었다. 또한 단일가닥의 절단 위치를 찾을 수 있는 nDigenome-seq을 이용해 기존 CRISPR와 프라임에디팅의 정확성을 비교해본 결과, 프라임에디팅이 더 높은 정확성을 보였다.

또한 연구팀은 기존에 사용해온 DNA 절단효소(Nuclease) Cas9 보다 표적 특이성이 높은 Cas9 변이체(Variant)를 기반으로 한 프라임에디터(Prime Editor)를 개발했다. 평가해본 결과 기존의 프라임에디터에 비해 변이체를 사용한 프라임에디터의 유전자 교정 정확성이 높았다.