일본 도쿄대학원 종합문화연구과 연구진은 빛을 사용해 전유전정보(게놈)를 고쳐 사용하는 유전자조작기술을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 ‘CRISPER Cas9시스템’으로 불리는 게놈 편집기술을 이용했다. 이는 일명 ‘유전자 가위’로 불리며 단일 유전자에 초점을 맞춰 발현을 조절 또는 제거하거나 다른 유전자로 대체할 수 있다.

이 시스템의 분자는 바꾸고 싶은 유전자의 장소로 안내하는 역할을 하는 ‘가이드 RNA’와 표적 DNA를 절단하는 단백질 ‘Cas9’로 구성돼 있다. 기존 기술로는 Cas9를 잘 제어하지 못해 어려움이 많았다.

연구진은 우선 Cas9를 둘로 나누는 DNA절단 기능을 소실시켰다. 또 푸른색 빛을 조사하고 서로 결합된 한 쌍의 단백질을 2분할시킨 Cas9에 각각 결합했다.

그 결과, 청색광을 조사하면 분할한 Cas9가 결합되고 DNA 절단 기능이 회복됐으며 빛을 비추지 않자 Cas9는 2분할된 상태로 돌아오면서 DNA절단 기능은 사라졌다. 또 청색광을 조사하면 Cas9의 절단 시간을 조정할 수 있는 것으로 나타났다.

나아가 빛 활성형 Cas9를 발현한 세포에 청색광을 조사하는 실험에서 광조사 부위에만 게놈 편집이 진행되는 것도 확인했다.

연구진은 “효소의 작용을 제어하고 게놈을 겨냥한 타이밍에서 편집할 수 있다”면서 “필요한 때에만 가위 기능이 작용하므로 표적 외 유전자를 절단하는 위험을 막을 수 있어 매우 유용하다”고 설명했다.

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