- 서울대ㆍ한양대 연구팀, 구조변화 단일분자 수준에서 관찰

[헤럴드경제]작년 과학계 최고 이슈는 ‘크리스퍼(CRISPR-Cas9) 유전자 가위’였다. 크리스퍼 유전자가위는 인간이나 동식물의 세포에서 특정 유전자를 담고 있는 DNA를 가위처럼 잘라내는 효소다.

다른 유전자 변형 기술보다 효율성, 기술 용이성 등에서 탁월해 유전질환 치료 개발에 중요한 영향을 끼칠 것으로 점쳐지지만 정작 이 유전자 가위의 작동 원리는 거의 알려진 바가 없다.

2일 서울대에 따르면 이 대학 화학부 김성근 교수 연구팀과 한양대 화학과 배상수 교수 연구팀은 공동 연구를 통해 이 유전자가위의 구성요소 간 상호 구조변화를 단일분자 수준에서 관찰했다.

크리스퍼 유전자 가위는 표적 DNA를 구별하는 가이드 RNA와 실제로 DNA를 잘라내는 Cas9 단백질로 구성된다.

연구팀은 단일분자 형광 분석법(하나의 분자에서 나오는 형광을 통해 분석하는 방법)을 이용해 유전자가위가 어떻게 작동하는지를 살펴봤다.

그 결과 가이드 RNA와 DNA가 결합하기까지 ‘열린 구조’, ‘닫힌 구조’의 두 가지 형태를 거치고, 이 두 단계를 모두 거쳐야만 유전자가위가 활성화된다는 사실을 밝혔다.

또 Cas9 단백질이 표적 DNA와 결합한 이후에도 가이드 RNA는 수시로 구조를 바꿔가며 단백질의 활성에 영향을 미친다는 것을 발견했다.
연구팀은 “그동안 유전자가위의 활용에 연구가 집중되고 유전자가위가 어떻게 타겟이 되는 유전자를 인식하고 작동하는지에 대해서는 연구가 덜 됐다”며 “이번 연구는 유전자 교정에 기반한 생명공학 산업에 기여할 것으로 보인다”고 기대했다.

연구 결과는 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 11월호에 게재됐다.

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