KPI뉴스 - 스스로 조립된 유전자 가위, 생체 내 전달 암 치료

  • 맑음고창27.2℃
  • 맑음속초24.6℃
  • 맑음산청27.4℃
  • 구름많음인천27.1℃
  • 맑음양평26.3℃
  • 맑음영덕23.9℃
  • 맑음통영27.3℃
  • 맑음태백21.9℃
  • 맑음거제27.1℃
  • 맑음고산27.0℃
  • 맑음철원24.6℃
  • 맑음청주29.7℃
  • 맑음전주28.1℃
  • 맑음제천24.2℃
  • 맑음포항28.7℃
  • 맑음고흥25.6℃
  • 맑음대구30.9℃
  • 맑음장수24.4℃
  • 구름많음흑산도25.9℃
  • 맑음세종26.8℃
  • 맑음정읍28.0℃
  • 맑음파주23.9℃
  • 맑음인제23.7℃
  • 맑음고창군25.4℃
  • 맑음강진군27.0℃
  • 맑음북강릉24.8℃
  • 맑음창원27.5℃
  • 맑음대관령21.5℃
  • 맑음부산27.9℃
  • 맑음광주28.6℃
  • 맑음강릉25.8℃
  • 맑음보은26.4℃
  • 박무백령도25.0℃
  • 맑음문경26.2℃
  • 맑음대전28.5℃
  • 맑음울진24.6℃
  • 맑음의령군28.3℃
  • 맑음밀양30.2℃
  • 맑음부안27.1℃
  • 맑음장흥26.3℃
  • 맑음임실27.2℃
  • 맑음김해시28.0℃
  • 맑음함양군26.4℃
  • 맑음진주26.9℃
  • 맑음청송군25.9℃
  • 맑음해남26.5℃
  • 구름많음서산26.8℃
  • 맑음영천29.0℃
  • 맑음영월25.0℃
  • 맑음금산27.6℃
  • 맑음보성군26.8℃
  • 맑음제주28.7℃
  • 맑음춘천25.7℃
  • 맑음합천28.7℃
  • 맑음거창27.4℃
  • 맑음북창원28.4℃
  • 맑음추풍령25.3℃
  • 맑음충주26.5℃
  • 맑음이천27.6℃
  • 맑음동해24.5℃
  • 맑음울산28.2℃
  • 맑음진도군26.0℃
  • 맑음남해26.1℃
  • 맑음여수27.9℃
  • 구름많음상주28.3℃
  • 맑음순창군28.0℃
  • 맑음양산시28.6℃
  • 맑음영광군27.2℃
  • 맑음울릉도26.1℃
  • 맑음영주25.3℃
  • 맑음정선군24.6℃
  • 맑음봉화23.9℃
  • 맑음천안27.0℃
  • 맑음북부산27.5℃
  • 맑음서울28.0℃
  • 흐림수원26.9℃
  • 구름많음홍성27.6℃
  • 맑음홍천25.8℃
  • 맑음완도26.4℃
  • 맑음목포28.1℃
  • 맑음순천25.3℃
  • 맑음경주시29.7℃
  • 구름많음부여27.2℃
  • 맑음의성26.5℃
  • 맑음서청주26.8℃
  • 맑음남원29.2℃
  • 맑음안동27.7℃
  • 맑음원주27.4℃
  • 맑음군산27.3℃
  • 맑음강화25.3℃
  • 맑음동두천25.7℃
  • 구름많음보령26.9℃
  • 맑음서귀포28.3℃
  • 맑음구미29.0℃
  • 맑음성산27.7℃
  • 맑음광양시27.7℃
  • 맑음북춘천25.5℃

스스로 조립된 유전자 가위, 생체 내 전달 암 치료

김들풀
기사승인 : 2018-08-08 12:45:53
외부 전달체 필요없이 자가조립이 가능한 유전자 가위 시스템 기술 개발
생체내(in-vivo) 전달가능 기술로 유전체 교정, 향후 암 표적 유전자 치료 기대

국내 연구진이 최근 주목받고 있는 스스로 조립된 유전자 가위 기술로 생체 조직에 전달해 암을 치료하는 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 생체재료연구단 오승자 박사팀과 테라그노시스연구단 장미희 박사팀은 공동연구를 통해 유전자 절단 효소인 ‘Cas9’ 단백질을 개량하여 유전체 서열 선택성을 부여하는 ‘sgRNA’와 자가 조립이 가능하고, 외부의 전달체 없이 안전하게 암 생체 조직으로 전달 가능한 자가조립형 유전자 가위 시스템을 개발했다고 14일 밝혔다.

크리스퍼 유전자가위(CRISPR-Cas9) 기술은 세균의 면역반응에 관여하는 단백질에서 유래한 것으로, 유전자의 절단 기능을 가지는 Cas9 단백질과 유전체 서열 선택성을 부여하는 single guide RNA (sgRNA)가 동시에 작용하여 유전자를 선택적으로 교정하는 기술이다.

유전자 가위 기술은 특정 유전자를 제거하거나 정상적인 기능을 하도록 유전자를 편집함으로써, 질병의 근본적인 원인을 제거하여 치료할 수 있는 기술이다. 특히 유전자 가위 기술 중 3세대 크리스퍼 유전자 가위 기술은 MIT Technology Review가 발표한 2014년 10대 혁신 기술, 2015년 세계경제포럼(WEF)에서 가장 주목 받는 10대 미래 기술로 선정되어 많은 주목을 받고 있다.

이번 연구결과는 ‘ACS Nano’ (IF : 13.709, JCR 분야 상위 4.23%)에 최신호에 논문명 으로 게재됐다.

 

▲자가조립형 유전자 가위 시스템 개발 및 이의 작동 원리. 츨처: 한국과학기술연구원(KIST) 제공

연구진은 유전자 가위를 체내에 직접 넣는 `인비보(In-vivo)` 방식을 활용해 외부의 전달체 없이 자가조립이 가능하도록 유전자 교정 핵심 단백질(Cas9)을 개량, 안전성이 높고, 생체 조직 내의 표적이 용이하여 암을 치료할 수 있는 크리스퍼 유전자 가위 기술을 개발했다.

기존의 유전자 가위를 생체 조직으로 전달하는 기술은 인지질로 구성된 양이온 리포좀(Cationic liposome)을 통한 전하 복합체의 형성에 의해 전달이 가능했기 때문에, 의도치 않은 면역원성을 유발하고 세포 독성이 높아, 임상 연구로 진행되기엔 한계가 있었다. 뿐만 아니라 양이온 리포좀내 유전자 가위를 캡슐화할 때 포착 효율이 좋지 않다는 단점을 가지고 있다. 그래서 이러한 유전자 가위를 통한 질병의 원인이 되는 DNA를 교정하는 기술이 유전자 치료제로 개발되기 위해서는, 유전자 가위가 생체 조직 안으로 면역 부작용이 없이 정확하고, 안전하게 표적하는 기술이 매우 중요하다고 여겨져 왔다.

KIST 오승자, 장미희 박사팀이 개발한 자가조립형 유전자 가위 기술은 외부의 전달체 없이 유전자 가위를 암 세포막 안으로 스스로 전달 가능하도록 하는 기술로, 핵까지 스스로 이동한 유전자 가위가 유전체를 교정하는 메커니즘을 가진다.

KIST 연구진은 ‘Cas9’ 단백질의 서열 ‘C’ 말단 부위(c-terminus)를 음전하를 띄고 있는 sgRNA와 자가조립이 가능하도록 양전하로 구성된 자연 유래의 펩타이드 서열(LMWP, Low molecular weight protamine)과 핵으로 이동이 가능한 서열(NLS, Nuclear localization signal)을 가지도록 설계했다.

특히, 양이온으로 구성된 자연 유래의 펩타이드 서열을 통해 음전하로 구성된 sgRNA와 자가 조립이 가능함과 동시에, 암 세포막을 통과 가능하게 설계했다. 그 결과, 외부의 전달체 없이 손쉽게 자가조립이 가능한 유전자 전달 기술을 개발, 폐암치료에 적용하여 항암 효능 효과를 검증한 것이다.

KIST 오승자 박사는 “이번 기술은 암을 포함한 난치성 유전 질환에 적용 가능한 플랫폼 기술로, 질병을 유발하는 유전자를 편집해 교정하는 기술에 활용이 가능하다”고 말했다. KIST 장미희 박사는 “본 기술의 개발 이후에 지속적인 지원과 연구가 이어진다면, 동, 식물 개량 등 향후 유전자 조작이 필요한 전 분야에 응용 확장 가능한 기술로 발전 될 수 있다”고 설명했다.

연구진은 향후 자가조립형 유전자 가위 기술을 치료제로 개발하기 위해 개발된 플랫폼의 안전성, 안정성, 재현성 등에 대한 데이터를 축적할 계획이다.

KPI뉴스 / 김들풀 기자 itnews@kpinews.kr

 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]