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DNA 염기 하나만 바꾸는 '염기교정 유전자가위' 첫 규명

입력 2019.09.24. 00:00 댓글 0개
김진수 IBS 유전체 교정연구단장 연구팀, 한양대 배상수 교수팀 공동연구
아데닌 염기교정 유전자가위, 유전질환 및 농축산물 품종 개량 적용 가능
【서울=뉴시스】기초과학연구원 유전체 교정 연구단 김진수 단장 연구팀은 한양대 배상수 교수팀과 공동연구를 통해 ‘아데닌 염기교정 유전자가위가 특정한 위치에서 시토신 염기를 바꿀 수 있다는 사실을 최초로 입증했다. 왼쪽부터 김진수 단장, 배상수 교수. (사진/IBS 제공) photo@newsis.com

【서울=뉴시스】이국현 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 김진수 유전체 교정연구단장 연구팀과 한양대 배상수 교수팀이 공동연구를 통해 '아데닌 염기교정 유전자가위'가 특정한 위치에서 시토신 염기를 바꿀 수 있다는 사실을 최초로 입증했다고 24일 밝혔다.

아데닌 염기교정 유전자가위의 새로운 기능이 확인되며 향후 새로운 유전자가위 활용의 길이 열릴 것으로 전망된다.

미국 하버드 대학 연구진이 처음 개발한 아데닌 염기교정 유전자 가위는 DNA 염기순서 중 아데닌(A)을 구아닌(G)으로 치환하는 분자생물학적 도구로 DNA의 한 쪽 가닥을 자르는 Nickase Cas9(nCas9)과 아데닌 염기를 분해하는 탈아미노효소로 구성돼 있다. 하지만 인공적으로 개발된 탈아미노효소의 기능은 아직 규명되지 않았다.

이로 인해 연구진은 향후 아데닌 염기교정 유전자가위를 활용하기 위해서는 탈아미노효소의 특성과 작용 효과를 이해하는 추가 연구가 필요하다고 판단했다.

이에 인간 유전체의 다양한 타겟을 선정해 아데닌 염기교정 유전자가위를 처리한 후 DNA 시퀀싱을 통해 이를 분석했다. 그 결과 인간 유전체 22개 중 2개가 아데닌이 아닌 시토신으로 치환되는 것으로 확인됐고, 추가적인 연구를 통해 구아닌·티민 등으로도 바뀔 수 있다는 점을 확인했다.

【서울=뉴시스】아데닌 염기교정 유전자가위의 시토신 치환 모식도. 아데닌 염기교정 유전자가위는 크리스퍼 유전자가위와 아데닌 탈아미노효소가 결합된 형태로써, DNA 서열 중 아데닌(A)을 찾아 구아닌(G)으로 교체할 수 있다고 알려져 있다. 연구진은 아데닌 염기교정 유전자가위가 그림처럼 5‘-TCC-3’와 같은 시토신이 두 개 이상인 시퀀스에서 시토신(C)을 티민(T) 또는 구아닌(G)과 같은 다른 염기로 정교하게 교정할 수 있다는 것을 밝혀냈다.(그림/기초과학연구원 제공) photo@newsis.com

배상수 교수는 "아데닌 염기교정 유전자가위의 새로운 가능성이 입증된 만큼 앞으로 아데닌 염기를 교정할 때는 시토신 염기 치환에 대한 주의가 필요하다"며 "한편으로 특정한 위치에서 시토신 단일 염기 변이를 유도하거나 교정하는 유전자 및 줄기세포 치료제 개발, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등에 활용될 수 있다"고 밝혔다.

연구성과는 네이처 바이오테크놀로지 온라인에 게재됐다.

lgh@newsis.com <저작권자ⓒ 공감언론 뉴시스통신사. 무단전재-재배포 금지.>

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