한양대 국제공동연구팀, '대용량 유전자 삽입 기술' 개발

[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 황규호 한양대학교 화학과 교수가 공동 제1저자로 참여한 연구팀이 유전자(DNA) 이중가닥을 절단하지 않고 대용량 DNA를 원하는 위치에 삽입할 수 있는 유전자 편집 기술 '프라임 어셈블리'를 개발했다.

18일 한양대에 따르면 다니엘 바우어 미국 하버드 의과대학 교수 연구팀과 공동 수행한 이번 연구는 국제학술지 '네이처'에 지난 16일 게재됐다.     

프라임 어셈블리는 대용량 유전자 삽입뿐 아니라 최대 100만 염기 규모의 유전체 재배열까지 구현 가능하다. 세포 분열이 활발하지 않을 때도 작동해 향후 유전질환 치료제와 세포치료제 개발에 활용될 수 있다.

이중나선 절단 후 편집하는 기존 방식은 절단 과정에서 변이가 발생할 수 있고, 세포가 분열하는 시기에만 새로운 유전자를 삽입할 수 있었기 때문에 치료용 세포에 적용하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 시험관에서 DNA 조각들을 이어 붙이는 분자생물학 기법에 착안해, 살아 있는 세포 안에서 DNA 조립 과정을 구현하는 전략을 고안했다.

최대 1만2100 염기 길이의 DNA를 원하는 위치에 삽입하는 데 성공했으며, 대부분 의도한 대로 이어졌고 접합부 변이도 적게 나타났다.

이어 연구팀은 최대 100만 염기 규모의 결손·역위 유도에 성공했으며, 분열을 멈춘 세포와 휴지기 세포에서도 유전자 편집이 이뤄지는 것을 확인했다.

한편 황 교수는 대규모 유전자 편집 결과 분석 프로그램 '크리스퍼룽고'도 제1저자로 개발했다.

크리스퍼룽고는 긴 DNA 서열을 한 번에 읽는 롱리드 시퀀싱 데이터를 활용해 대규모 삽입·결손·역위 등 다양한 경우를 유형별로 구분하고 정량할 수 있도록 개발됐다.

연구팀은 크리스퍼룽고를 겸상적혈구빈혈 치료 연구 데이터에 적용해 기존에 검출하지 못했던 역위 변이를 찾았고, 웹 구동을 지원해 접근성을 높였다.

황 교수는 "돌연변이가 제각각인 유전질환에도 하나의 전략으로 대응할 수 있게 됐다"며 "새로운 편집 기술은 결과를 정확히 읽어낼 수 있을 때 치료로 이어지는 만큼 두 기술을 함께 발전시켜 가겠다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 yein020528