중앙대 ‘유전자 가위’ 성능 향상 기술 개발

[이데일리 신하영 기자] 중앙대 연구팀이 유전자 가위의 편집 능력을 향상시키는 기술을 개발했다.

왼쪽부터 박현호 교수, 김도연 석사과정생(사진=중앙대)

중앙대는 박현호 약대 교수팀이 유전자 가위로 사용되는 단백질(Cas3) 구조를 세계 최초로 밝힌 데 이어 이를 기반으로 유전자 가위의 활성 조절 기전을 분자 수준에서 규명하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.

박테리아와 바이러스는 오랫동안 생존 경쟁을 벌여 왔다. 박테리아는 자신을 공격한 바이러스의 유전정보를 기억해 유사한 유전자를 지닌 바이러스가 침투하면 즉각 제거하는 방식으로 스스로를 보호한다. 이런 박테리아의 방어·면역 시스템을 ‘유전자 가위’라고 부른다.

이때 침투한 바이러스의 유전정보인 DNA를 자르는 단백질이 바로 ‘Cas3’다. 이 단백질은 유전자 가위에서 특정 서열의 DNA를 직접 자르는 역할을 하기에 미래 혁신 치료법으로 연구되고 있다.

박 교수팀은 이번 연구에서 Cas3가 활성화됐을 때와 비활성화 상태일 때의 구조를 비교했다. 그 결과 어떠한 구조적 변화를 통해 활성 여부가 조절되는지를 세계 최초로 규명했다. 이번 연구성과는 특정 유전자 서열을 인식하고 잘라 인간의 질병을 치료하는 데 활용되는 유전자 가위의 편집 능력을 높이는 데 기여할 전망이다.

이번 연구는 정부 중견연구자사업 등의 지원을 받아 수했다. 연구 결과는 생명과학 분야 저명 국제학술지(Nucleic Acids Research)에 게재됐다.

박 교수는 “유전자 가위 시스템은 유전자 편집을 통해 인간의 질병을 치료할 수 있다는 점에서 많은 연구가 진행되고 있는 미래 혁신 치료법“이라며 ” 다만, 유전자 가위의 효율, 정확성, 조절의 문제로 인해 아직은 불완전한 기술로 여겨진다“고 말했다. 그러면서 ”정상적인 DNA의 편집은 오히려 큰 문제를 일으킬 수 있기 때문에 활성 조절에 대한 연구가 선행돼야 한다“며 ”Cas3의 활성 조절 기전을 분자 레벨에서 이해한 이번 연구성과는 치료 목적의 유전자 가위 시스템을 정교하게 조절하고 응용하는 데 많은 도움이 될 것“이라고 설명했다.