국내 연구진이 유전자조작의 정확성을 검증하는 기술을 개발해 유전체 교정도구인 크리스퍼 유전자가위(CRISPR-Cas9)가 인간 유전체에서 표적 유전자 하나에만 정확히 작용한다는 사실을 입증했다. 

기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단(단장 김진수 서울대 교수)은 10일 과학저널 '네이처 메소드'(Nature Methods)에서 인간 DNA를 크리스퍼 유전자가위로 처리한 후 유전체 염기서열을 분석, 유전자가위가 표적 유전자만 정확히 잘랐는지 검사하는 방법을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 이 연구로 질병 원인이 되는 유전자를 사전에 차단하는 등 보다 정교한 유전체 교정이 가능해졌다며 이 기술이 유전질환 치료 및 항암 세포치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔다.  

유전자가위는 특정 염기서열을 찾아내 해당 부위 DNA를 절단하는 효소로 인간·동식물 세포의 유전체 교정에 사용된다. 크리스퍼 유전자가위는 국내 생명공학회사 ㈜툴젠이 2013년 개발한 것으로 Cas9라는 단백질과 가이드 RNA로 돼 있으며 유전자연구에 널리 사용되고 있다.

크리스퍼 유전자가위는 특히 줄기세포·체세포에서 유전병 원인이 되는 돌연변이를 교정하거나 항암 세포치료제를 개발하는 도구가 될 것으로 기대를 모으고 있으나 원하는 유전자만 정확히 제거하는지 측정할 방법이 없어 안전성에 대한 문제가 제기돼왔다.

크리스퍼 유전자가위가 표적 유전자의 염기서열과 유사한 비표적 염기서열에도 변이를 일으키면 뜻밖의 돌연변이가 생길 수 있기 때문이다.  

연구진이 개발한 방법(Digenome-seq)은 인간 DNA를 크리스퍼 유전자가위로 처리한 다음 유전체 염기서열을 분석, 크리스퍼 유전자가위에 의해 잘리지 않아야 하는 비표적 염기서열이 절단된 게 있는지 정확히 확인할 수 있다.  

연구진은 또 크리스퍼 유전자가위를 구성하는 가이드 RNA의 끝에 구아닌(G) 염기를 추가해 인간 유전체에서 단 한 군데에만 작용하는 정교한 유전자가위를 만드는 데도 성공했다.

김진수 교수는 "크리스퍼 유전자가위가 의도하지 않은 DNA 염기서열을 자르면 원하지 않는 돌연변이를 생길 수 있다"며 "크리스퍼 유전자가위의 안전성을 확인할 수 있는 이번 연구 성과로 유전자치료제, 세포치료제 개발에 큰 진전이 기대된다"고 말했다.