암과 유전병 등 유전자 변이에 따른 질환 치료에 청신호가 켜졌다.

서울대 화학부 김진수 교수팀은 조작된 형광단백질 유전자를 이용, '유전자 가위'와 연관돼 변이가 일어난 세포와 정상세포를 구분하는 데 성공했다고 10일 발표했다.

유전자 가위는 유전자의 특정 염기서열을 잘라내는 효소로, 인위적으로 돌연변이를 일으키는 데 사용된다.

연구진은 “유전자 가위로 변이를 유도하는 것은 동식물 유전자 기능을 파악하거나 형질이 우수한 농작물 및 가축 등을 생산하고, 질병의 원인 유전자에 변이가 생기면 병을 치료할 수 있다”며 “대부분 유전자 가위가 특정 염기서열을 잘라도 자체 복원 체계를 통해 정상으로 돌아오고, 일부 세포에서만 의도한 변이가 된다”고 밝혔다.

그동안 세포를 파괴, 관찰하기 전까지 변이된 유전자를 지닌 세포와 정상세포를 구분할 방법이 없어 정상세포들 속에서 돌연변이 세포만 골라 연구 또는 치료 목적에 따라 제대로 활용하기가 어려웠다.

이런 문제를 해결하기 위해 연구진은 구조를 바꾼 형광단백질 유전자와 유전자 가위를 함께 세포에 넣었다. 연구진은 “특정 유전자 가위가 목표로 삼는 염기서열을 정상 형광단백질 유전자에 첨가했다”며 “유전자 가위가 해당 염기서열을 잘라내고 변이를 일으켜 불필요한 부분이 없어졌다. 이는 형광색 세포가 유전자 가위를 통해 형광단백질 유전자에 정상적으로 변이가 일어났음을 가리킨다”고 설명했다.

이 연구 결과는 세계적인 생명공학 권위지 'Nature Methods'에 게재됐다.

▲ 유전자 가위
유전자 가위는 DNA의 특정 부분을 절단, DNA 재조합을 가능하게 하는 효소의 일종으로 미생물에서 분리됐다. 이는 아데닌(A) 구아닌(G) 시토신(C) 티민(T)을 중심으로 30억개의 염기쌍으로 된 DNA에서 보통 염기 6쌍을 인식해 잘라낸다. 이 유전자 가위 관련 기술은 병충해에 강하거나 고부가가치 농작물 등을 만들고, 질병의 원인이 되는 유전자에 변이를 일으켜 그 질병을 치유하는 세포치료제 개발에 활용이 기대된다.

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