[파이낸셜뉴스] 한국생명공학연구원 김희식 박사팀은 미세조류의 유전자 교정 성능이 10배 이상 향상된 유전자 가위 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이 새로운 기술은 미세조류의 유전자를 정밀하게 교정해 이산화탄소를 더 효과적으로 흡수하고, 광합성을 더 잘 할 수 있도록 돕는다. 김희식 박사는 "전 세계 최초로 유전자 교정 대상 생물의 핵 내부 물질 전달 원리를 활용해 유전자가위 기술을 개발한 것"이라며, "광합성 미생물의 낮은 유전자 교정 효율이라는 큰 장애물을 넘는데 필요한 핵심 기술로 광합성 미생물 기반 탄소저감 기술의 실현을 앞당기는데 중추적인 역할을 할 것"이라고 말했다. 미세조류는 기후 변화의 주범인 이산화탄소를 빠르게 흡수하면서 동시에 다양한 유용 물질을 생산할 수 있어 탄소 감축 기술의 핵심 플랫폼으로 주목받고 있다. 최근 기후 변화 현상이 심화됨에 따라 생태계에서 탄소 포집과 기후 완화에 중요한 역할을 하는 광합성 미생물을 활용한 기술 개발이 더욱 필요해지고 있다. 하지만 기존의 크리스퍼 단백질 유전자가위 기술은 광합성 미생물의 핵 내부로 들어가기 어려워 유전자 교정 기술에서 유전자가위의 활용도가 극히 낮았다. 이로 인해 미세조류의 탄소 감축 활용에 큰 장애가 됐다. 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 자연 모방 기술을 활용했다. 아그로박테리움이라는 토양 미생물이 자신의 유전 정보를 핵 내부로 전달하는 과정에서 핵위치 신호(NLS)가 중요한 역할을 한다는 사실에 착안해, 대표적인 유전자가위인 크리스퍼 카스9 단백질에 NLS를 이식한 'DN Cas9' 단백질을 개발했다. 이 새로운 유전자 가위 'DN Cas9'은 미세조류인 클라미도모나스 레인하티에서 유전자 교정 실험을 통해 기존 유전자가위보다 더 정밀하게 핵 내부로 유도돼 단백질이 다량으로 축적됐으며, 유전자 교정 빈도도 10배 이상 향상됐다. 연구진은 이 기술이 다른 광합성 미생물에도 적용 가능하다는 것을 확인, 범용적으로 활용될 수 있는 가능성을 제시했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 유전자가위 기술을 국제학술지인 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 과학기술정보통신부와 한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 진코어가 국가전략기술 중 차세대 유전자 편집 기술을 보유·관리하는 것으로 확인됐다고 23일 밝혔다. 과기정통부는 기술육성 주체가 보유·관리하고 있거나 연구개발(R&D) 중인 기술의 '국가전략기술' 해당 여부를 확인해 주는 '국가전략기술 확인제도' 3차 공고에서 접수된 총 17건의 확인 신청에 대해 산·학·연의 기술전문가들과 함께 심사·검토를 진행했다. 그결과 진코어의 '초소형 유전자가위기술(TaRGET)' 1건이 국가전략기술 중 차세대 유전자 편집 기술을 보유·관리하는 것으로 확인됐다. 진코어의 '초소형 유전자가위기술(TaRGET)'은 크기를 대폭 축소한 유전자 가위를 이용해 정교하게 유전자를 편집하여 부작용을 줄인 다양한 치료제로 개발할 수 있는 기술이다. 과기정통부 조선학 과학기술정책국장은 "국가전략기술은 기술패권 경쟁이 심화되는 상황에서 과학기술주권 및 기술안보 역량 확보를 위한 핵심 원동력으로 국가전략기술의 신속한 사업화를 위해 전략기술 분야 유망 기술육성주체에 대한 성장 지원을 지속적으로 확대할 예정"이라고 말했다. 국가전략기술 보유·관리와 연구개발(R&D) 중 보유·관리를 확인 받은 기업은 충분한 시장 평가가 있는 경우, 현재 2개 이상의 복수 기술평가(각각 A등급 & BBB등급 이상)에서 1개 기술평가(A등급 이상)만으로 기술특례상장(초격차 기술 특례) 신청이 가능하다. '초격차 기술특례' 상장을 위해서는 'R&D'가 아닌 '보유·관리' 확인을 받아야 한다. 한편, 국가전략기술 확인 신청은 분기별로 가능하며, 2025년 '제1차 국가전략기술 확인 신청' 공고는 내년 1월 중에 있을 예정이다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

#OBJECT0# [파이낸셜뉴스] 올해 가장 우수한 국가대표 연구개발(R&D) 성과로 메타렌즈 대량생산 기술과 최적의 유전자 가위를 만드는 인공지능(AI), 반도체 생산에 사용하는 초순수 공업용수 등 최우수 성과 12건을 포함해 총 100개가 선정됐다. 과학기술정보통신부는 '2024년 국가연구개발 우수성과 100선'을 최종 선정해 17일 발표했다. 과기정통부 류광준 과학기술혁신본부장은 "글로벌 기술패권 경쟁시대에 가장 중요한 국가자산은 대학, 연구소, 기업 등에서 끊임없는 도전과 혁신을 통해 일궈낸 선도적인 연구성과"라고 말했다. 올해는 각 부·처·청이 선별해 추천한 총 869건의 후보 성과를 대상으로, 산학연 전문가 100명의 선정평가위원회 평가와 대국민 공개검증을 거쳐 최종 선정했다. 심사에는 완성도, 수준 향상, 개발 촉진 등 R&D 효과와 경제사회적 파급효과 등을 평가했다. 그결과 기계·소재 16건, 생명·해양 23건, 에너지·환경 22건, 정보·전자 23건, 융합 10건, 순수기초·인프라 6건 등이 선정됐다. 또한 우수성과 가운데 국민이 체감하는 성과인 '사회문제 해결성과'에는 전기차 재발화 방지 시제품 등 등 12건도 선정했다. 각 분야별로 선정된 최우수 성과를 살펴보면 우선 기계·소재분야에서는 고려대 이헌 교수의 메타렌즈 대량생산 기술과 서울대 김도년 교수의 종이접듯 DNA를 다루는 기술이 뽑혔다. 이헌 교수의 기술은 차세대광학소자인 메타표면을 대면적-저비용-고처리량으로 제조할 수 있는 기술을 확보함으로써 차세대 웨어러블 디바이스 및 3D 홀로그램 디스플레이 분야 기술 경쟁력을 확보할 것으로 기대된다. 또 생명·해양 분야로는 연세대 김형범 교수의 '차세대 유전자 가위 프라임 에디터의 효율을 예측하는 인공지능 모델 개발'과 서울대 노성훈 교수의 'RNA 간섭을 통한 암 유발 유전자 조절에 필수적인 인간 다이서 효소 구조 규명'이 뽑혔다. 김형범 교수는 세계에서 가장 거대한 프라임 에디터에 대한 빅데이터를 생산해냈고, AI가 원하는 유전자 교정을 만들 수 있는 최적의 프라임 에디터를 제작해주는 기술을 개발했다. 이와함께 에너지·환경 분야에서는 반도체 제조용 초순수 국산화 기술과 2차전지 소재 시장의 게임체인저, 음극 원천소재 개발 및 사업화, 정보·전자는 손가락 동작 인식이 가능한 전자피부 및 신호 처리를 위한 임베디드 로직 컨트롤러 개발과 적 탄도탄 대응능력 강화 및 한미연동 가능 작전통제체계 국내 최초 개발·전력화가 최우수 성과에 올랐다. 이외에도 융합에서는 생체 조직의 경화도를 초음파로 정확하게 탐지할 수 있는 나노-자성 버블 개발과 실시간 재난·재해 정밀수색을 위한 세계 최초 이음5G 기반 DNA+드론 플랫폼이, 순수기초·인프라에서는 신개념 양자컴퓨터의 초석, 원자 스케일 큐비트 개발과 민간달착륙선 탑재용 '달 우주환경 모니터(LUSEM) 개발이 선정됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 에스티팜은 미국 보스턴에서 개최된 'TIDES USA 2024'에 참가해 유전자 편집 가위 기술에 사용되는 'sgRNA' 공정 기술에 대해 발표했다고 17일 밝혔다. TIDES USA는 올리고뉴클레오타이드와 펩타이드 및 mRNA 기반 치료제의 최신 연구 결과를 공유하고 새로운 기술 및 발전 방향에 대해 토론하는 국제 학회로, 지난 14일부터 17일까지 열린다. 이번 행사에 에스티팜 올리고연구소장 김성원 상무는 'CRISPR/Casx 치료제의 sgRNA 공정 개발'이라는 주제로 세션을 진행했다. CRISPR/Casx는 DNA 서열을 정밀하게 편집하는 혁신적인 기술로 유전자를 제거하거나 추가, 또는 변경할 수 있는 기술이다. CRISPR/Casx에는 유전자 가위 역할을 하는 효소 Casx와 게놈을 정밀하게 타깃하는 RNA인 sgRNA이 핵심이다. sgRNA는 Casx라는 효소가 특정 유전자 부분을 절단할 수 있게 가이드해 준다고 해서 붙여진 이름이다. 치료제 개발을 위해서는 100mer 이상의 고순도 sgRNA의 생산이 필요한데 기존의 ASO나 siRNA 올리고 원료보다 생산 기술이 어려운 것으로 알려져 있다. 이에 에스티팜은 100mer 이상의 sgRNA 공정을 만든 결과와 주요 지표에 대해서 설명했다. 에스티팜 관계자는 "RNA 기술은 분야가 향후 확장성이 큰 유전자 편집 가위에도 많은 영향을 끼칠 것으로 보인다"며 "에스티팜은 다양한 고객사의 니즈에 맞는 RNA 플랫폼 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하겠다"고 설명했다.  vrdw88@fnnews.com 강중모 기자

[파이낸셜뉴스] 엠젠솔루션은 유전자가위 기술을 통해 체내 근육량을 획기적으로 늘린 ‘슈퍼근육돼지’ 생산에 성공했다고 18일 밝혔다. 이 돼지는 근육 성장을 억제하는 유전자인 마이오스타틴(MSTN)이 완전 결손됨에 따라 조직검사 결과 근육세포 증대와 지방조직 감소 등의 특징을 보였다. 회사 연구팀은 명확한 형질표현형 검증과 장기간 모니터링을 위한 외부 검증을 진행 중이다. 검증이 완료되면 논문 발표 및 지적재산권 확보 등에 나설 계획이다. 회사 측은 “식용 활용 시 단백질 함량이 높고 지방 함량이 낮아 육질 좋은 건강식품으로 가치가 높다”며 “성장 속도가 빨라 사육 효율 증대 효과까지 기대할 수 있다”고 설명했다. 또 “유전자 교정 정도가 돌연변이 수준에 불과해 특별한 부작용 없이 식용으로 보건 당국의 승인을 받을 가능성이 높아 향후 사업화도 가능할 것”이라고 전망했다. 앞서 엠젠솔루션은 2018년 돼지유행성설사병(PED) 바이러스의 침투 경로를 원천 차단해 저항성을 획득한 질병저항성 돼지를 개발한 바 있다. PED는 전파력이 강하고 변이가 많아 백신이나 치료제로 제어하기 어려워 농가에 막대한 피해를 끼치는 질병이다. 이와 더불어 엠젠솔루션은 이번 슈퍼근육 생성 효과까지 확보해 소화기 질병 저항성 및 고단백질 식품으로 부가가치가 높은 다중 능력 돼지 생산기술을 보유하게 됐다. 유전자 교정 돼지는 이미 해외에서 일부 식용으로 승인받아 시장 판매될 예정이다. 고기 알레르기를 일으키는 당성분인 알파갈을 제거한 돼지가 미국 식품의약국(FDA)의 사용 승인을 받았으며, 영국의 돼지생식기호흡기증후군(PRRS) 저항성 돼지 또한 FDA 승인을 앞두고 있다 회사 관계자는 “유전자변형생물(GMO)와 관련해 미국과 일본은 이미 빠르게 기술 개발 및 제품 생산이 이뤄지고 있고 까다로운 기준을 적용했던 유럽도 규제 완화를 추진 중”이라며 “우리 정부도 지난 11일 첨단바이오 육성을 위한 간담회를 열고 유전자변형생물체(LMO)법 관련 규제 완화 등의 내용을 다뤘다”고 말했다. 이어 “질병 저항성과 육질 개선 등 다양한 장점과 경제성을 갖춘 슈퍼근육돼지의 양산, 번식을 통해 안전성 관련 모니터링을 거칠 계획”이라며 “육종회사와 협업해 신품종으로 개발하고 국내 및 아시아권에 보급할 예정이다”라고 전했다. 엠젠솔루션은 현재 유전자변형 돼지를 활용한 이종장기 개발, 질환모델 및 신육종 개발, 질병진단키트 개발에 주력 중이다. 또 충북 오송 바이오산업단지에 위치한 연구센터 완공이 임박함에 따라 올해부터 양산 시스템 구축 및 시제품 생산에 속도가 붙을 전망이다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 정현정 교수팀이 유전자 가위 기술로 암세포만 골라 유전자를 교정해 암세포 증식을 막는 신약을 개발했다. 이 항암치료제는 암세포 분열을 막아 종양이 성장하는 것을 막는다. 실제로 난소암에 걸린 쥐에서 암세포 증식 억제율이 80%에 달했다. 8일 KAIST 정현정 교수팀의 논문에 따르면 유전자 가위 기술로 개발한 항암 치료제는 동물실험에서 암세포 증식과 연관된 인산화효소 '폴로 유사 키나아제 1(plk1)' 유전자를 파괴해 암세포가 죽게 만들었다. 연구진은 '크리스퍼 카스9' 유전자 가위를 암세포에 특화되도록 개량했다. 이 유전자 가위를 난소암에 걸린 쥐에 투여한 결과, 아무런 조치를 하지 않은 쥐보다 종양 성장이 80.3% 억제됐다. 또 다른 유전자 가위 치료제보다 최대 40.4% 성장을 억제시켰다. 종양의 부피를 확인해보면 방치한 쥐의 종양은 600㎣ 이상으로 커졌지만, 연구진이 개발한 유전자 가위는 종양의 크기를 133.2㎣로 만들었다. 또 다른 유전자 가위 치료제를 투여한 쥐의 종양 크기는 434.5㎣까지 자라났다. 유전자 치료에 사용하는 바이러스 기반 전달 방법은 인체 내 면역 부작용, 발암성 등 한계점을 가지고 있다. 이에 선호되는 비 바이러스성 전달 방법으로 단백질 기반의 크리스퍼 기술 전달은 본래의 표적과는 다른 분자를 저해 혹은 활성화하는 효과를 가져오는 오프타깃 효과가 최소화되며 보다 높은 안전성으로 치료제로서 개발이 적합하다. 하지만 크리스퍼 단백질은 분자량이 커서 전달체에 탑재가 어렵고 전달체의 세포 독성 문제 및 낮은 표적 세포로의 전달에 있어 어려움이 있다. 연구진은 이를 극복하기 위해 크리스퍼 단백질에 특정 아미노산을 변경시켜 다양한 생체분자를 보다 많이 결합시키고 생체 내 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않는 단백질을 개발했다. 기존 비바이러스성 전달체의 문제 해결 및 표적 세포로의 전달을 위해 개량한 크리스퍼 단백질을 난소암을 표적할 수 있는 항체와 결합함으로써 표적 치료제를 위한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체를 개발했다. 암세포 표면은 종양 항원으로 알려진 항원이 존재한다. 몇몇 종양 항원은 표적이 돼 진단 및 임상시험에 이용되고 있다. 연구진은 개발한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체가 종양 항원을 표적해 난소암세포 및 동물모델에서 암세포 특이적으로 세포 내 전달이 가능하고 세포주기를 관장하는 'PLK1' 유전자 교정을 통해 높은 항암효과가 나타남을 확인했다. 이번에 개발한 암치료용 유전자 가위는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 발표됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 정현정 교수팀이 유전자 가위 기술로 암세포만 골라 유전자를 교정해 암세포 증식을 막는 신약을 개발했다. 이 항암치료제는 암세포 분열을 막아 종양이 성장하는 것을 막는다. 실제로 난소암에 걸린 쥐에서 암세포 증식 억제율이 80%에 달했다. 8일 KAIST 정현정 교수팀의 논문에 따르면 유전자 가위 기술로 개발한 항암 치료제는 동물실험에서 암세포 증식과 연관된 인산화효소 '폴로 유사 키나아제 1(plk1)' 유전자를 파괴해 암세포가 죽게 만들었다. 연구진은 '크리스퍼 카스9' 유전자 가위를 암세포에 특화되도록 개량했다. 이 유전자 가위를 난소암에 걸린 쥐에 투여한 결과, 아무런 조치를 하지 않은 쥐보다 종양 성장이 80.3% 억제됐다. 또 다른 유전자 가위 치료제보다 최대 40.4% 성장을 억제시켰다. 종양의 부피를 확인해보면 방치한 쥐의 종양은 600㎣ 이상으로 커졌지만, 연구진이 개발한 유전자 가위는 종양의 크기를 133.2㎣로 만들었다. 또 다른 유전자 가위 치료제를 투여한 쥐의 종양 크기는 434.5㎣까지 자라났다. 유전자 치료에 사용하는 바이러스 기반 전달 방법은 인체 내 면역 부작용, 발암성 등 한계점을 가지고 있다. 이에 선호되는 비 바이러스성 전달 방법으로 단백질 기반의 크리스퍼 기술 전달은 본래의 표적과는 다른 분자를 저해 혹은 활성화하는 효과를 가져오는 오프타깃 효과가 최소화되며 보다 높은 안전성으로 치료제로서 개발이 적합하다. 하지만 크리스퍼 단백질은 분자량이 커서 전달체에 탑재가 어렵고 전달체의 세포 독성 문제 및 낮은 표적 세포로의 전달에 있어 어려움이 있다. 연구진은 이를 극복하기 위해 크리스퍼 단백질에 특정 아미노산을 변경시켜 다양한 생체분자를 보다 많이 결합시키고 생체 내 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않는 단백질을 개발했다. 기존 비바이러스성 전달체의 문제 해결 및 표적 세포로의 전달을 위해 개량한 크리스퍼 단백질을 난소암을 표적할 수 있는 항체와 결합함으로써 표적 치료제를 위한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체를 개발했다. 암세포 표면은 종양 항원으로 알려진 항원이 존재한다. 몇몇 종양 항원은 표적이 돼 진단 및 임상시험에 이용되고 있다. 연구진은 개발한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체가 종양 항원을 표적해 난소암세포 및 동물모델에서 암세포 특이적으로 세포 내 전달이 가능하고 세포주기를 관장하는 'PLK1' 유전자 교정을 통해 높은 항암효과가 나타남을 확인했다. 이번에 개발한 암치료용 유전자 가위는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 발표됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 장기이식용 유전자조작 돼지 탄생 소식에 엠젠솔루션이 오름세다. 엠젠솔루션은 유전자가위 기술을 이용해 세계에서 처음으로 인간 인슐린 복제 돼지를 개발했다. 13일 오전 10시 7분 현재 엠젠솔루션은 전 거래일 대비 3.82% 오른 1468원에 거래되고 있다. 외신에 따르면 일본 메이지대 벤처기업 포르메드텍은 지난 11일 장기를 인체에 이식해도 거부 반응이 일어나지 않도록 면역 관련 유전자를 조작한 돼지 3마리를 태어나도록 하는 데 성공했다. 가고시마대와 교도부립 의대는 이번에 탄생한 돼지 신장을 이르면 올 여름께 원숭이에 이식해 안전성을 확인하는 연구를 진행할 계획이다. 또 포르메드텍 창업자이자 생명공학 연구자인 나가시마 히로시 메이지대 교수는 "이르면 내년에 돼지 신장을 인체에 이식하는 것이 목표"라고 밝혔다. 한편 엠젠솔루션은 크리스퍼 유전자가위 기술을 이용해 사람의 유전자를 발현하는 형질전환 돼지를 개발, 생산한다. 이를 통한 췌도 세포치료제 및 이종 장기의 개발에 성과를 이뤘으며 다수의 특허를 보유 중이다. 앞서 엠젠솔루션은 크리스퍼 유전자가위 기술을 이용해 세계 최초로 인간 인슐린을 분비하는 복제 돼지를 개발한 바 있다. 또 국내 최초로 면역결핍 돼지 생산에 성공했다. 아울러 이식 거부반응 관련 유전자가 제거된 돼지의 췌도를 당뇨모델 원숭이에게 이식해 7개월 이상 정상 혈당을 유지시켰다. 현재 6개 유전자 변형된 돼지 생산에 성공했으며 관련 제품 개발 및 임상 준비에 박차를 가하고 있다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

한국원자력연구원이 국내 최초로 방사성동위원소와 유전자 가위를 결합해 양전자 단층촬영(PET)으로 볼 수 있게 만들었다. 실제 간경화 질환이 있는 실험쥐에 새로 개발한 바이오 소재를 투여해 72시간 동안 이동경로와 치료효과를 파악했다. 23일 원자력연구원에 따르면 첨단방사선연구소 가속기동위원소연구실 박정훈 박사팀은 유전자 가위 중 하나인 '카스12a'(Cas12a) 단백질과 의료용 방사성 동위원소인 지르코늄-89를 접목한 새로운 바이오 소재를 개발했다. 최근 미국식품의약국(FDA)이 유전자 가위를 치료제로 승인하며 전 세계적으로 관심이 높아지고 있다. 유전자 가위는 동식물의 유전자에서 손상된 DNA를 잘라내고 정상 DNA로 교체해 질병을 억제하는 도구다. 유전자 가위는 길잡이 역할을 하는 가이드 RNA와 표적부위를 인식하고 잘라내는 효소단백질로 구성돼 체내에서 움직인다. 의료용 동위원소 지르코늄-89는 반감기가 3.3일로 체내에서 오래 머물지 않아 안전한데다, 생체물질을 추적하는 데 적합하고 다른 물질과 결합하기 쉬운 특징이 있다. 하지만 유전자 가위는 분자 크기가 크고 구조가 복잡해 다른 물질과 결합하는 것이 어려웠다. 연구진은 적절한 배양 온도, 시간 등 최적의 조건을 찾아 유전자 가위의 기능을 유지하면서 지르코늄-89과 합성하는 데 성공했다. 이번 연구는 특히 간경화 치료를 목적으로 진행됐다. 간경화에 악영향을 주는 콜라겐의 증식을 억제하도록 고안된 크리스퍼 유전자 가위를 활용했다. 이 유전자 가위와 지르코늄-89를 합성한 후 체내에서 잘 전달되도록 지질 나노입자로 둘러싸 캡슐화해 정맥주사로 간에 전달했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국원자력연구원이 국내 최초로 방사성동위원소와 유전자 가위를 결합해 양전자 단층촬영(PET)으로 볼 수 있게 만들었다. 실제 간경화 질환이 있는 실험쥐에 새로 개발한 바이오 소재를 투여해 72시간 동안 이동경로와 치료효과를 파악했다. 23일 원자력연구원에 따르면 첨단방사선연구소 가속기동위원소연구실 박정훈 박사팀은 유전자 가위 중 하나인 '카스12a'(Cas12a) 단백질과 의료용 방사성 동위원소인 지르코늄-89를 접목한 새로운 바이오 소재를 개발했다. 최근 미국식품의약국(FDA)이 유전자 가위를 치료제로 승인하며 전 세계적으로 관심이 높아지고 있다. 유전자 가위는 동식물의 유전자에서 손상된 DNA를 잘라내고 정상 DNA로 교체해 질병을 억제하는 도구다. 유전자 가위는 길잡이 역할을 하는 가이드 RNA와 표적부위를 인식하고 잘라내는 효소단백질로 구성돼 체내에서 움직인다. 의료용 동위원소 지르코늄-89는 반감기가 3.3일로 체내에서 오래 머물지 않아 안전한데다, 생체물질을 추적하는 데 적합하고 다른 물질과 결합하기 쉬운 특징이 있다. 하지만 유전자 가위는 분자 크기가 크고 구조가 복잡해 다른 물질과 결합하는 것이 어려웠다. 연구진은 적절한 배양 온도, 시간 등 최적의 조건을 찾아 유전자 가위의 기능을 유지하면서 지르코늄-89과 합성하는 데 성공했다. 이번 연구는 특히 간경화 치료를 목적으로 진행됐다. 간경화에 악영향을 주는 콜라겐의 증식을 억제하도록 고안된 크리스퍼 유전자 가위를 활용했다. 이 유전자 가위와 지르코늄-89를 합성한 후 체내에서 잘 전달되도록 지질 나노입자로 둘러싸 캡슐화해 정맥주사로 간에 전달했다. 연구진은 이 과정을 PET 영상으로 확인하면서 유전자 가위의 작용 여부를 알 수 있었다. 박정훈 박사는 "이 새로운 소재는 지르코늄-89에서 나오는 감마선을 추적해 유전자 가위가 어디로 이동하는지 영상으로 확인할 수 있다"며 "특정 DNA로 찾아가는 유전자 가위의 정확한 위치를 파악해 치료 효과를 높일 수 있어 활용도가 높을 것"이라고 설명했다.  한편, 연구진은 이번에 개발한 바이오 소재를 약물 전달 분야의 세계적인 권위를 자랑하는 학술지 '저널 오브 컨트롤드 릴리스(JCR, Journal of Controlled Release)'에 발표, 1월 표지 논문으로 선정됐다. 포항공과대학(POSTECH) 생물학연구정보센터에서 주관하는 '한국을 빛낸 사람들' 누리집에도 논문이 등재됐다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자