카이스트-KIST-강원대 공동 연구팀
질병 세포만 인식해 문제되는 유전자 제거 기술 개발
사람과 생쥐세포, 폐암세포 대상 실험에도 성공

생명과학 분야에서 가장 활발히 연구되고 있는 크리스퍼 유전자 가위는 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 유전자를 절단하거나 삽입해 사람과 동식물 세포의 유전자를 교정하는 기술이다. 많은 과학자의 연구 덕분에 빠르게 발전하고 있지만, 여전히 기술적 한계가 있어 여전히 임상에서는 활용되지 못하고 있다.

카이스트 의과학대학원, 한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터, 강원대 화학·생화학부 공동 연구팀은 정상 세포에는 작동하지 않고 질병 세포의 유전자만 교정하는 ‘크리스퍼-캐스9 유전자 가위’ 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’에 실렸다.

연구팀은 특정 염기서열을 인식해 절단한다는 유전자 가위의 특성에 주목했다. 질병 세포에서만 과하게 발생하는 ‘질병 세포 특이적 마이크로RNA’를 잘라내는 유전자 가위 시스템을 설계한 것이다. 연구팀은 유전자 가위가 스스로 작동 여부를 결정할 수 있도록 만든 이번 기술을 ‘유전자 가위 셀프 체크인 기술’이라고 이름 붙였다.

유전자 가위 셀프 체크인 기술은 질병 세포 특이적 마이크로RNA가 적은 정상 세포에서는 유전자 교정을 수행하지 않지만, 질병 세포나 문제의 마이크로RNA가 증가하면 유전자 가위가 세포핵으로 들어가 질병을 유발시킬 수 있는 유전자들을 잘라 제거한다.

실제로 사람과 생쥐의 세포로 실험한 결과 유전자 가위가 잘 작동한다는 것이 확인됐다. 또 연구팀은 다양한 폐암 세포에서 특정 마이크로RNA와 발암 단백질(Ezh2)이 함께 증가하는 것을 증명하고 유전자 가위로 폐암 세포 내 발암 유전자 교정에 성공했다.

일반적으로 화학 항암요법은 치료 기간이 길어질수록 약물 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 경우가 많다. 이에 연구팀은 유전자 가위 셀프 체크인 기술과 항암제를 동시에 사용하면 약물 내성을 일으키지 않고 암을 더 효과적으로 치료할 수 있다고 밝혔다.

연구를 이끈 이지민 카이스트 교수는 “이번에 개발된 유전자 가위 셀프 체크인 기술은 기존 유전자 가위 시스템의 문제를 개선함으로써 다양한 질병 치료에 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.