'대상'이 찜한 생명연 유전자 편집 신기술..."DNA 6개 한번에 처리"
크리스퍼(CRISPR) 유전자가위 기술은 특정 유전자만 정확하게 골라내어 편집할 수 있는 유망기술이다. 그러나 현재는 DNA를 낱개로 편집한다. 여러 DNA를 한번에 잘라 편집할 때 단백질이 목표로 하는 유전자에 도달하도록 하는 '가이드 RNA'의 서열이 서로 유사해, 합성 및 재조합 오류가 빈번하기 때문이다. 이 문제를 국내 연구진이 해결했다. 유전자를 최대 6개까지 편집하는데 성공했다. 한국생명공학연구원(원장 권석윤)은 합성생물학연구센터 이대희 박사 연구팀이 합성생물학 기술을 바탕으로 새로운 '싱글가이드RNA'(sgRNA) 배열 방식의 고효율 다중 유전자 편집 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 연구팀은 "이 기술 개발에 외부의 유도물질 없이도 스스로 RNA를 절단할 수 있고, 주변 유전자의 영향을 받지 않으면서도 정확하고 안정적으로 sgRNA를 발현할 수 있는 리보자임(RiboJ) 기술을 활용했다"고 설명했다. 연구팀은 이를 통해 여러 개의 sgRNA를 효율적으로 처리하는 시스템(RAMBE)과 반복되는 유전자를 서열 없이 배열할 수 있는 시스템(NR-RAMBE) 시스템 기술을 확보했다. 대장균주로 실험한 결과 한 번에 6개 이상의 유전자 동시 편집이 가능했다. 연구팀이 이를 부티르산에 적용한 결과 생산량을 최대 7배 증가시켰다. 아세트산 소비도 조절, 전체 대사경로 최적화에도 성공했다. 'NR-RAMBE' 시스템은 기존 시스템 대비 유전자 합성 복잡성이 약 7배 줄어 유전자 편집의 실패율도 대폭 감소했다는 것이 연구팀 설명이다. 이대희 박사는 "유전자를 동시에 6개까지 편집했음에도 기존 시스템과 비슷한 수준의 높은 편집 효율을 보여줬다"고 말했다. 이 기술은 향후 바이오파운드리(유전자 설계부터 합성, 검증까지 자동화하는 시스템)와 같은 첨단 유전체 생산에 유용할 것으로 연구팀은 내다봤다. 연구팀은 또 의료용, 산업용 미생물 개발에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대했다. 공동 연구책임자인 이승구 박사는 "이번 기술은 유전자 편집을 세포 내에서 논리적으로 조절할 수 있다는 가능성을 보여준 사례”라며 "합성생물학 발전에 크게 도움될 것"으로 전망했다. 연구책임자인 이대희 박사는 “지난해 대상에 기술이전했다. 당장 산업화를 해도 될 수준의 기술이기에, 어디든 원하면 기술이전할 것"이라고 덧붙였다. 이 박사는 또 "이달 초 합성생물학 진흥법이 만들어 졌다"며 "이제는 시행령에 무엇을 담느냐가 중요하다. 또한 산업화의 어려움을 해소하기 위해 시행령 만드는 작업이 속도를 냈으면 하는 바람"이라고 언급했다. 연구는 합성생물학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널' 온라인판에 게재됐다. 교신저자는 이대회·이승구 박사, 제1저자는 우승균·김성근 박사다. 과기정통부 바이오·의료기술개발사업과 생명연 주요사업의 지원을 받았다.
