美·日 연구진, 브릿지 유전자 편집 기술 발견…크리스퍼 뛰어 넘나

박테리아 유전체 중 점핑 유전자 'IS110'이 브릿지 RNA 형성해 유전자 편집
박테리아와 시험관 반응에서 유전자 편집…인간 세포 적응은 불분명 
인간 세포에서 작동한다면 혁명적인 유전자 편집 기술이 될 것

조해진 기자 (jhj@medipana.com)2024-06-28 11:54

[메디파나뉴스 = 조해진 기자] 노벨상을 수상한 유전자 편집 기술인 '유전자 가위' 크리스퍼(CRISPR)를 넘어설 수 있는 새로운 유전자 편집 기술 메커니즘이 발견돼 관심이 쏠리고 있다. 

한국바이오협회는 지난 26일 미국 및 일본 연구진들이 DNA를 재조합, 재배열 할 수 있는 '브릿지(bridge) 재조합' 메커니즘을 발견했다는 연구 결과를 국제 학술지 네이처(Nature)에 2편의 논문으로 공개했다고 28일 밝혔다.

공개된 논문에 따르면, '브릿지 유전자 편집 시스템'은 RNA 조각과 재조합 효소 단백질을 사용해 절단할 유전체의 표적 부위뿐만 아니라 편집할 DNA까지 지정할 수 있고, 어떤 길이이든 상관없이 DNA 순서를 삽입, 제거, 역위 등이 가능하다고 한다.

연구진은 이 시스템을 사용해 5000개 염기 길이를 가진 DNA 조각을 대장균 박테리아 유전체에 정밀하게 삽입 후 대장균 유전체에서 또 다른 DNA 조각을 절제해 역위시키기도 했다. 

이 새로운 유전자 편집 기술, 도구를 찾기 위해 연구진들은 박테리아의 이동성 DNA 요소가 한 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있도록 하는 다양한 종류의 효소를 선별했다. 

그 중 박테리아 유전체에서 발견된 점핑 유전자 'IS110'이 다른 위치로 이동할 때 DNA에서 자신을 잘라내면서 브릿지 RNA를 만드는 것을 발견했다. 

IS110 계열의 효소는 복잡하고 특이한 RNA 기반 표적화 시스템을 사용한다. RNA 한쪽 끝은 유전체에 삽입될 DNA 조각에, 다른쪽 끝은 이동할 유전체 부위의 DNA 조각에 결합해 두 DNA 세그먼트를 연결하는 형태여서 연구진은 이 분자를 '브릿지 RNA'라고 명명했다. 

다만, RNA에 의해 유도돼 '브릿지 RNA'와 'seekRNA'라고 불리는 이 시스템은 박테리아와 시험관 반응에서 유전자를 편집하는 것으로 나타났지만, 인간 세포에서 작동하도록 적응할 수 있을지는 불분명한 상태다. 

호주 시드니 대학의 구조 생물학자이자 Nature Communications의 저자인 Sandro Fernandes Ataide는 "이것이 다른 세포에서 작동한다면, 게임 체인저가 될 것"이라며 "유전자 편집의 새로운 분야를 열고 있다"고 평가했다. 

한국바이오협회 또한 만일 인간 세포에서도 브릿지 RNA 시스템이 작동할 수 있다면, DNA를 파괴하지 않고 수천 개의 염기의 유전적 변화를 일으킬 수 있는 '혁명적'일 기술로 판단하고 있다. 
 

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