유전자가위 기술 크리스퍼 연관 단백질 ‘Cas12a’…기존 기술 대비 정밀, 정확도 높아
지플러스생명과학은 3세대 유전자가위 기술인 ‘크리스퍼 유전자가위’를 기반으로 항암제 등 관련 제품 개발에 매진하고 있다. 크리스퍼 유전자가위는 미생물뿐 아니라 인간과 동식물 세포의 특정 염기서열을 인지해 해당 부위 DNA를 정밀하게 절단하는 데 사용된다. DNA가 절단되면 세포의 비정상적 유전자는 정상으로 교정되며, 또는 자체 수선 과정을 통해 기능상실 돌연변이로 유도된다.
회사가 이번에 특허 취득한 물질은 크리스퍼 연관 단백질 ‘Cas12a’ 두 종류다. ‘Cas12a’는 현재 보편적으로 사용되는 유전자가위인 ‘Cas9’처럼 이중나선 DNA 절단 기능을 수행하지만 목표 서열을 더욱 정확하게 교정할 수 있다는 특장점을 가지고 있다. 또한, 회사는 ‘Cas12a’ 단백질의 산업적 생산 과정에서 분리·정제 효율 개선을 위해 단백질 서열 최적화를 진행하고 고기능성 효소를 대량 생산할 수 있는 기반도 함께 마련했다.
회사의 생물정보학팀은 ‘Cas12a’ 유전자가위를 발굴하기 위해 미생물 메타게놈 데이터베이스에 탑재된 수만 개의 후보 중에서 고기능성 추정 유전자가위 후보 물질을 추려냈다. 후보 유전자는 대장균에서 단백질 발현이 원활하도록 재구성한 뒤 성공적으로 발현됐다. 분리정제를 거친 유전자가위 단백질은 주소 역할을 수행하는 크리스퍼 RNA와 결합돼, 일차적으로 시험관 조건에서 기능성 확인 후, 동식물 세포 내에서도 탁월한 기능성을 입증했다.
회사는 정교한 유전자 교정이 가능한 3.5세대 유전자가위 ‘Cas12a’를 ‘gfCAS12a’로 명명해 상표를 출원하고, 향후 회사의 △유전자 치료제 등 바이오신약 개발 △고부가가치 농축산물 생산용 품종개량 △크리스퍼 항암제 연구 △기술 수출 등에 널리 활용할 계획이다.
특히, 지플러스생명과학은 신규 유전자가위 기술과 식물 기반 바이오로로직스 생산 플랫폼이 뛰어난 시너지 효과를 창출할 것으로 기대하고 있다. 회사는 자사 유전자가위 기술을 이용해 기주식물체의 단백질 당사슬 전이효소를 교정하고, 사람의 시스템을 모사한 ‘인간화 식물체’를 개발해 단백질 생산에 투입하고 있다. 인간화 식물체에서 생산된 단백질 의약품은 인체 내에서 생산되는 단백질 당사슬 구조와 매우 흡사해, 그 독성은 낮고 효능은 뛰어나다.
최성화 지플러스생명과학 대표이사는 “생명정보 데이터베이스에 빅데이터 형태로 존재하는 수많은 유전자가위 염기서열 가운데 새로운 유전자가위 발굴 기술을 보유한 회사는 전 세계적으로 손에 꼽는다. 이번 특허권 취득은 회사의 차별화된 기술을 입증해 준 사례”라고 말했다.
그는 “앞으로도 차세대 유전체 편집 시스템 개발에 매진해 지플러스생명과학과 우리나라 바이오 업계가 전세계 유전자교정 시장에서 앞서나갈 수 있도록 노력하겠다”고 전했다.
map@fnnews.com 김정호 기자
※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스, 무단전재-재배포 금지