DNA 편집을 위한 새 도구

[요약]미국 MIT와 하버드대 공동연구팀이 유전자 가위인 크리스퍼에 활용할 수 있는 새로운 기술을 완성했다. 이 크리스퍼 유전자 가위는 현재 널리 활용되는 도구 세트와 비교할 때 향상된 기능과 다양한 옵션을 제공한다.(2019.01)

미국 국립보건원(NIH)의 유진 쿠닌과 MIT 브로드 인스티튜트, 하버드대 펭장 교수 공동 연구팀은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 게재한 논문에서 인간 세포 편집에 최적화된 새로운 효소를 활용한 도구 세트를 찾아냈다고 밝혔다. Bacillus hisashii (BhCas12b)라는 이 효소는 현재 널리 활용되는 Cas9에 비해 크기가 작고 표적을 더 잘 찾아낸다.

연구팀은 2015년 이미 Cas12b를 크리스포 유전자 가위에 사용할 수 있는 새로운 유력 효소 3가지 중 하나로 꼽았다. 하지만 결정적인 문제가 있었다. Cas12b는 간헐천, 온천, 화산 깊은 곳의 뜨거운 환경에 사는 고온성 박테리아에서 얻어진다. 이는 이 효소가 자연적으로는 사람의 체온보다 높은 온도에서만 활동한다는 뜻이다.

펭창 교수는 “우리는 저온에서 작동할 수 있는 Cas12b 버전을 만들고 싶었다”면서 “수천개의 박테리아 유전체 서열을 분석해 포유류의 체온과 같은 낮은 온도에서 활동하는 박테리아를 찾았다”고 말했다. 유망한 후보 효소들을 조합하면서 연구팀은 인간 면역세포(T세포)의 게놈을 효율적으로 편집할 수 있는 Cas12b를 만들어냈다. 장기적으로 면역관련 질환 치료제를 유전자 편집으로 만들어낼 가능성이 열린 것이다.

논문의 1저자인 조나단 스트레커는 “이는 앞으로도 유용한 크리스퍼 시스템이 얼마든지 많이 발견될 수 있다는 증거”라고 말했다. 크리스퍼 유전자 가위 연구는 빠른 속도로 발전하고 있다. 2017년 UC버클리 연구팀은 Cas12b가 시험관내에서 DNA의 비특이적 담체 절단에 활용될 수 있다는 연구 결과를 내놓았다. 최근 중국 베이징의 중국과학아카데미 연구팀은 미생물의 일종인 Alicyclobacillus acidiphilus에서 얻은 Cas12b가 포유 동물 세포 편집에 사용됐다고 보고하기도 했다.

브로드 인스티튜트와 MIT는 이전 게놈 편집 도구와 마찬가지로 이번에 개발한 Cas12b 시스템을 널리 공유할 예정이다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위 연구를 전세계적으로 가속하기 위해 연구실 홈페이지에서 얼마든지 관련 정보를 얻도록 하고 있다. 현재 전세계 62개국 2400여개 연구실에서 이 정보를 활용해 연구를 진행하고 있다.