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'유전자가위'통합검색 결과 입니다. (5건)

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KAIST 이광형 총장 '필연기술·대응전략'주제 국회서 특별강연

KAIST 이광형 총장이 국회 과학기술정보방송통신위원회(위원장 최민희) 위원과 일반국민들을 대상으로 과학기술에 대한 인식 제고에 나선다. 국회 과방위는 오는 27일 국회도서관 대강당에서 '21세기 필연 기술과 대한민국 전략'을 주제로 '특별 강연'프로그램을 마련했다. 이 행사는 '필연기술'에 대해 이 총장의 지식과 정책 방향을 국회 과방위 소속 위원과 국회의원 보좌진, 그리고 일반 국민에 전하기 위해 마련했다. 이 총장은 이날 인공지능(AI), 유전자가위, 줄기세포, 기후·에너지 등 ʻ필연기술ʼ과 이에 우리가 어떻게 대응할 것인가에 대해 얘기할 계획이다. 이광형 총장은 "인류 발전의 원리를 살펴보면 환경과 인간의 상호작용을 통해 역사가 만들어져 왔다}ʼ라며, "첨단 과학기술이라는 환경과 인간이 어떻게 상호작용하며 미래를 대비하는지, 그리고 대한민국이 필연기술을 활용해 번영하려면 어떤 전략을 펼쳐야 할 지 이야기하는 기회가 될 것"이라고 말했다.

2024.09.23 08:35박희범

GIST-서울대, 유전자가위로 새 항암법 찾아…효능 최대72% 개선

국내 연구진이 유전자가위를 이용해 신규 항암 표적 발굴에 성공했다. 광주과학기술원(GIST)은 유전체 스크리닝 플랫폼과 종양 마우스 모델 기반으로 신규 항암 표적인 TPST2를 억제시켜 면역항암제의 치료 효능을 50~72% 정도 끌어 올리는데 성공했다고 14일 밝혔다. 항암치료에 면역관문단백질 치료(ICT; Immune checkpoint therapy)방법이 많이 쓰이지만, 내외재적 저항성이 발생한다. 연구진은 이를 극복하기 위해 크리스퍼 (CRISPR) 유전자가위 기반의 유전체 스크리닝 플랫폼을 활용했다. 또 이를 활용해 면역항암제 치료 반응성을 높일 수 있는 새로운 표적 'TPST2'를 발굴했다. 연구팀은 "'TPST2'억제가 암 치료의 면역 반응을 증대시켜 항암 효과를 경우에 따라 50~72%까지 극대화할 수 있다는 결론을 내렸다"고 말했다. 유방암, 두경부암, 난소암, 육종, 위암, 자궁내막암 환자에서 'TPST2' 발현이 높은 경우 예후가 더 좋지 않다는 것도 확인했다. 뒤집어 해석하면 'TPST2'억제가 암 면역 치료에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 시사한다는 것이 연구진의 설명이다. GIST 박한수 의생명공학과 교수는 “기존 면역항암제가 잘 듣지 않는암환자를 대상으로 맞춤형 항암병용요법 치료 전략이 가능하다”고 덧붙였다. 서울대학교 조셩엽 의과대학 교수는 “이번 연구 성과는 'TPST2'가 암면역 억제자로서 새로운 항암 치료 표적으로 고려될 수 있음을 시사한다”고 말했다. 논문 공동제1저자는 서울대학교 의과대학 오유미 연구원, GIST 의생명공학과 김수정·김윤재·김현 학생 등이다. 연구는 한국신약개발사업단과 한국연구재단, 서울대학교 창의선도 신진연구자 과제, GIST 연구원 과제의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 암생물학 분야 국제학술지 모리큘라 캔서(Molecular Cancer) 8월2일자 온라인으로 게재됐다.

2024.08.14 10:42박희범

대기 중 감염성 박테리아, 센서 색 변화로 손쉽게 판별

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 대기 중 병원성 박테리아를 실시간 검출, 색깔 변화를 통해 시각적으로 쉽게 확인할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 16일 밝혔다. 다중이용시설 공기 모니터링을 통해 의료, 식품 안전, 환경 등 다양한 분야에서 감염병 예방과 확산 방지에 활용될 수 있으리란 기대다. 기존 박테리아 검출 기술은 시간이 오래 걸리고 부정확하거나, 고가의 장비와 전문 기술이 필요하다는 단점이 있다. 이번에 생명연 바이오나노연구센터 임은경 박사 연구팀이 개발한 바이오센서는 현장에서 별도 분석 장비 없이 시료의 색 변화로 손쉽게 표적 박테리아를 검출할 수 있다. 연구팀은 박테리아가 생산하는 유레이스라는 효소가 암모니아를 만들어낸다는 점에 착안, 암모니아를 만나면 노란색에서 밝은 자주색으로 색이 변하는 시약을 제작했다. 시약에는 유전자 가위(CRISPR) 기술을 적용, 표적 박테리아 유전자와 결합하면 유레이스 효소 발생이 증폭돼 보다 민감하게 반응하며 극명한 색 변화를 일으키도록 하였다. 이를 통해 1시간 안에 육안으로 표적 박테리아를 검출할 수 있게 했다. 함께 개발한 스마트폰 앱을 활용하면 박테리아의 농도를 보다 빠르고 쉽게 정량화해 분석할 수 있다. 임은경 박사는 "유전자가위 기술과 비색 변화 기술을 융합해 전문가가 아니더라도 현장에서 시각적으로 신속하게 공기 속 부유하는 병원성 박테리아의 존재 여부를 확인할 수 있다는 것에 의미가 있다"라며, "향후 제품화를 통해 실내외 환경 모니터링과 공중 보건관리 및 감염병 예방 및 확산 방지에 기여할 수 있을 것"이라고 기대했다. 이 연구는 환경부 환경기술개발사업, 과기정통부 원천기술개발사업과 이공분야기초연구사업, 산업부 시장주도형 K-센서기술개발사업, 생명연 주요사업의 지원으로 수행됐으며, 학술지 '저널 오브 하자더스 머티리얼즈(Journal of Hazardous Materials)' 최신호에 실렸다. 논문 제목은 A portable smartphone-based colorimetric sensor that utilizes dual amplification for the on-site detection of airborne bacteria 이다.

2023.10.16 12:00한세희

돼지 신장 이식 원숭이, 2년 넘게 생존···"이종 이식 가능성 확인"

유전자 편집으로 거부 반응을 낮춘 돼지 신장을 이식받은 원숭이가 최장 2년까지 살아 남았다. 다른 동물의 장기를 사람에 옮기는 종 간 장기 이식에 한 걸음 더 다가섰다. 미국 바이오 기업 e제네시스와 하버드의대 등 공동 연구팀의 이 연구 결과는 11일(현지시간) 학술지 '네이처'에 실렸다. 논문 교신저자인 웨닝 친 e제네시스 부사장은 "이 연구는 우리의 유전적으로 조작된 장기가 안전하고 생명을 구할 수 있음을 영장류에서 기본적으로 검증한 것"이라고 말했다. 미국에서만 10만 명의 사람이 장기 이식을 기다리고 있으며, 이중 17명이 매일 세상을 떠나는 것으로 추산된다. 사람과 장기 크기가 비슷한 돼지의 장기를 사람에 이식하려는 시도가 꾸준히 이뤄지고 있으나, 이식 후 환자의 면역 체계가 거부 반응을 일으키거나 돼지 고유의 바이러스가 인체에 악영향을 미치는 문제가 있다. 연구진은 CRISPR-Cas9 유전자가위를 활용, 인체에 거부 반응을 일으키는 돼지 신장 내 유전자를 조작해 부작용을 최소화했다. 이들은 관련 연구 중 가장 많은 69개의 유전자를 편집했다. 3개는 인체가 거부 반응을 일으키게 하는 글리칸 항원 유전자이고, 59개는 돼지 유전체에 오랫 동안 잠들어 있는 레트로바이러스 관련 유전자였다. 또 불필요한 혈액 응고를 막는 유전자 등 이식된 장기의 상태 유지에 도움이 되는 인간 유전자 7개를 추가했다. 이렇게 만들어진 돼지 신장을 20여 마리의 게잡이원숭이에 이식한 결과, 글리칸 항원 유전자를 없애고 인간 유전자를 발현한 돼지 신장을 받은 원숭이의 생존 기간 중간값은 176일이었다. 이는 항원 유전자만 제거한 신장을 받은 원숭이의 생존 기간보다 7배 이상 길었다. 인간 유전자가 발현되지 않은 신장을 받은 원숭이는 한 마리도 50일 이상 살지 못 했으나, 인간 유전자가 발현된 신장을 이식한 경우 15마리 중 9마리가 50일 이상 생존했다. 5마리는 1년 이상 살았으며, 2년이 넘는 758일 간 생존한 원숭이도 있었다. 또 연구진은 작게 개량된 돼지의 신장을 사용해 이식된 신장이 환자 몸 안에서 지나치게 크게 자라는 문제를 해결했다. 기존엔 신장 성장에 관여하는 유전자를 억제하는 방법을 썼으나, 이는 환자에 부작용을 일으키는 것으로 알려졌다. 이 연구를 통해 돼지 장기를 활용한 이종 이식의 가능성이 확인되고, 실제 사람에 대한 적용에 한걸음 더 다가설 것으로 연구진은 기대했다. 지난달 미국 메릴랜드 의대 연구팀이 말기 심장병을 앓는 50대 남성에게 돼지 심장을 이식한 바 있다. 돼지 심장의 사람 이식은 지난해 처음 시도됐으나, 돼지가 가진 바이러스가 문제를 일으켜 2달 만에 사망한 바 있다.

2023.10.12 10:48한세희

차세대 유전자 가위, AI로 안전하게 설계한다

차세대 유전자 가위 기술인 '프라임 편집기'를 정밀하고 안전하게 설계하는 인공지능(AI) 모델을 국내 연구진이 개발했다. 빅데이터 분석을 통해 프라임 편집의 효율이 결정되는 원리를 밝히고, 이를 바탕으로 편집 효율과 오류 위험성을 예측하는 AI 모델을 제시했다. 연세대학교 의과학과 김형범 교수 연구팀의 이 연구는 과학기술정보통신부 기초연구사업(리더연구 및 선도연구센터) 등의 지원으로 수행됐으며, 학술지 '셀(Cell)'에 29일(현지시간) 게재됐다. 프라임 편집기는 원하는 유전자 부위를 절단할뿐 아니라 절단 부위에 새로운 유전 정보를 넣어 교정할 수 있는 유전자 편집 기술이다. 돌연변이에 의해 변화된 DNA 염기서열을 수정할 수도 있다. 유전자 절단만 가능한 크리스퍼-카스9(CRISPR-Cas9)에 비해 진일보한 방식이다. DNA 이중가닥을 완전히 자르지 않고 한 가닥만 자르기 때문에 기존 유전자 가위보다 안전하다. 하지만 새로운 유전정보를 포함하는 등 기존 유전자 가위보다 구조적으로 복잡하고 경우의 수도 다양하기 때문에, 정밀하고 안전한 유전자 가위 설계에 어려움이 있다. 또 이 기술을 임상 연구와 치료 목적으로 사용하려면 어떤 조건에서 오류 없이 최적의 유전자 교정이 일어나는지 정확히 파악해야 하므로 대규모 실험데이터 확보와 분석이 필수적이다. 연구팀은 2020년부터 프라임 편집기 데이터를 33만개 이상 확보, 각각의 프라임 편집기 효율을 실험적으로 측정했다. 이는 그동안 학계에 보고된 측정 데이터 중 가장 큰 규모이다. 연구팀은 측정 데이터를 분석해 프라임 편집기의 성능을 결정하는 주요 기전과 그 영향을 밝혔다. 프라임 편집 가이드 RNA의 주 구성요소인 '역전사 주형(RT template)'과 '프라이머 결합 부위(PBS)'의 길이가 어느 범위에서 높은 효율을 보이는지 찾아내는 등 프라임 편집 효율성 제고에 필요한 요소들을 찾았다. 이에 따라 프라임 편집기를 설계할 때마다 매번 수 십~수 백개 이상의 편집기를 실험해봐야 하는 불편을 덜고, 빠르고 정확하게 프라임 편집기를 설계할 수 있다. 또 연구팀은 분석한 데이터로 인공지능을 학습시켜 교정을 원하는 유전자 서열정보 등을 입력하면 활용 가능한 프라임 편집기의 효율을 예측하는 모델을 만들었다. 하나의 유전자 교정에 대해 수 천개 이상의 프라임 편집기를 비교할 수 있다. 이 모델은 프라임 편집기의 정밀성 및 안전성에 대해 세계 최고 수준의 예측 성능을 보인다고 연구진은 밝혔다. 세계 연구자들이 모델을 활용할 수 있도록 인터넷에 공개했다. 김형범 교수는 "지금까지 밝혀진 프라임 편집기의 모든 요소를 반영한 가장 뛰어난 예측 모델"이라며 "이제 프라임 편집기를 이용한 유전자 교정을 손쉽게 활용하게 되었다"라고 밝혔다.

2023.04.29 00:00한세희