엠젠이 강세를 보이고 있다. 세포 안에 있는 특정 유전자를 골라서 제거할 수 있는 '크리스퍼 유전자 가위' 기술이 각광받으며 이 기술을 보유하고 있는 엠젠에 매수세가 몰리는 것으로 풀이된다.   19일 오전 오전 10시28분 현재 엠젠은 전 거래일 대비 2.94% 오른 5080원에 거래되고 있다.  과학 저널 사이언스는 최근 '2015년을 빛낸 과학 성과' 1위로 크리스퍼 가위를 꼽았다. 영국 프랜시스 크릭 연구소가 올초 크리스퍼 가위로 유전자 변형 인간 배아를 만들겠다고 밝히면서 세간의 이목을 집중시키고 있다. 엠젠은 이미 지난해 이 기술로 이종장기에 사용되는 면역결핍용 돼지를 생산한 바 있다. 엠젠에 따르면 엠젠은 지난해 10월 발암억제 유전자를 제거해 발암상태를 유지하는 돼지 4두를 생산했다. 엠젠은 최근 이 기술의 적용 범위를 늘려 면역결핍, 당뇨, 각막이식 실험용 돼지 등 국내외적으로 수요가 많을 것으로 예상되는 돼지를 생산하겠다고 지난 13일 밝힌 바 있다.  why@fnnews.com 원희영 기자

DNA 잘라 질병도 고칠 수 있다지만 '맞춤형 아기 탄생' 생명윤리 논란도 #.일반적인 부모 아래서 태어난 아이 빈센트와 시험관 수정을 통해 완벽한 유전인자를 가진 '맞춤형 아이' 안톤. 그리고 빈센트에게 자신의 우수한 유전자를 팔아 넘기는 유진 머로우. 이들의 이야기를 다룬 SF영화 '가타카'가 눈 앞의 현실로 다가오고 있다. 2013년 국내 연구진이 처음 발견한 '제3세대(크리스퍼, CRISPR) 유전자 가위'에 대한 논의가 활발해지면서다. 유전자 가위(DNA 절단 효소)는 인간은 물론 동.식물세포의 유전자를 마음대로 교정하는 데 사용하는 기술이다. DNA를 자른 후, 세포 내 복구 시스템에 의해 다시 연결되는 과정에서 유전자 교정과 변이가 일어나는 방식이다. 이 기술은 암과 에이즈 등 난치병 치료제 개발에 활용될 수 있을 것이란 기대를 모으고 있다. 반면 일각에서는 생태계 파괴 및 '맞춤형 아기 탄생'이라는 윤리적 논란도 제기되고 있다. 이에 정부가 크리스퍼 유전자 가위 등 '유전체 편집기술'에 대한 기술영향평가에 나서면서 국내 연구진들을 중심으로 관련 논의가 본격화 될 전망이다. 9일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 '2015 세계과학기자대회'에서 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장(서울대 화학부 교수)은 '크리스퍼 유전자 가위가 세상을 바꾼다'는 주제의 토론을 통해 "최근 돼지를 이용해 사람의 신체 이식용 장기를 개발하는 연구도 진행 중"이라며 "유전자 가위를 이용하면 인간세포로 구성된 돼지 장기는 물론 이것을 사람에게 이식했을 때 일어나는 면역거부 반응까지 줄일 수 있다"고 강조했다. ■유전자 가위로 질병 DNA '싹둑' 앞서 김진수 단장은 지난 2013년 국제학술지에 크리스퍼 유전자 가위를 이용한 유전체 교정 사례를 세계 처음 발표한 데 이어, 올 초에는 이 유전자 가위가 원하는 유전자만 정확히 제거할 수 있다는 사실을 입증했다. 크리스퍼 유전자 가위가 의도하지 않은 DNA 염기서열을 잘라내면 돌연변이가 생길 것이란 일각의 우려를 일축한 것이다. 김 단장은 "크리스퍼 유전자 가위를 이용하면 유전자에 돌연변이가 일어난 부분을 수술해 원상 복구할 수 있고 질병의 원인이 되는 유전자도 잘라낼 수 있다"고 밝혔다. 그는 "중국 연구진과 함께 특정 장기가 없는 돼지 태아를 만드는 데 성공했으며 현재 다음 단계 실험을 준비하고 있다"고 밝혔다. ■중국 인간배아 조작… 생명 윤리 논란 그러나 일각에서는 생명 윤리 논란이 일고 있다. 최근 중국 연구자들이 동물 배아나 인간 성체세포가 아닌 인간 수정란 및 배아를 대상으로 유전자 교정을 시도한 사실이 전해지면서다. 실제 이날 행사에 연사로 나선 중국 상하이기술대학교 싱슈 황 교수는 폐기된 인간 배아를 유전적으로 조작하기 위해 당국의 연구 허가를 기다리고 있는 상태다. 싱슈 황 교수는 또 지난해 2월 유전자 편집기술을 이용해 살아있는 원숭이로 발달되는 배아를 조작했다고 보고한 바 있다. 이 기술은 인간에게도 적용될 수 있다는 게 학계 분석이다. 이에 대해 생명윤리학자인 일본 홋카이도대학교 테츠야 이시히 교수는 상당한 우려를 나타냈다. 중국은 배아의 유전자편집을 금지하고 있지만 엄격한 단속이 이뤄지지 않아 허가 받지 않은 줄기세포 치료와 같은 문제가 일어나고 있다는 것이다. 일부 생명공학자들도 인간의 정자나 난자, 배아에는 게놈 편집기법을 사용하지 말자며 목소리를 높이고 있다. ■미래부, 유전체편집기술영향평가 나서 우리 정부도 올해 기술영향평가 대상 기술로 '유전체 편집기술'을 선정했다. 기술영향평가는 새로운 과학기술의 발전이 경제.사회.문화.윤리.환경 등에 미치는 영향을 사전에 평가하고 그 결과를 정책에 반영하고자 매년 실시하는 제도다. 미래창조과학부는 "유전체 편집기술이 미칠 영향에 대한 폭넓은 의견을 수렴하기 위해 해당 분야 전문가 뿐 아니라 사회과학분야와 시민단체 관계자 등으로 구성된 기술영향평가위원회를 출범할 예정"이라며 "오는 12월 기술영향평가 결과를 중앙행정기관에 전달해 부정적 영향을 최소화하기 위한 대책을 세우도록 할 것"이라고 밝혔다. elikim@fnnews.com 김미희 기자

#.부모의 사랑으로 태어난 '신의 아이' 빈센트와 시험관 수정을 통해 완벽한 유전인자를 가진 '맞춤형 아이' 안톤. 그리고 빈센트에게 자신의 우수한 유전자를 팔아 넘기는 유진 머로우. 이들의 이야기를 다룬 SF영화 '가타카'가 눈 앞의 현실로 다가오고 있다. 2013년 국내 연구진이 처음 발견한 '제3세대(크리스퍼, CRISPR) 유전자 가위'에 대한 논의가 활발해지면서다. 유전자 가위(DNA 절단 효소)는 인간은 물론 동·식물세포의 유전자를 마음대로 교정하는 데 사용한다. DNA를 자른 후, 세포 내 복구 시스템에 의해 다시 연결되는 과정에서 유전자 교정과 변이가 일어나는 방식이다. 이 기술은 암과 에이즈 등 난치병 치료제 개발에 활용될 수 있을 것이란 기대를 모으고 있다. 그러나 일각에서는 생태계 파괴 및 '맞춤형 아기 탄생'이라는 윤리적 문제에 대한 우려가 제기된다. 이에 정부가 크리스퍼 유전자 가위 등 '유전체 편집기술'에 대한 기술영향평가에 나서면서 국내 연구진들을 중심으로 관련 논의가 본격화 될 전망이다. 9일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 '2015 세계과학기자대회'에서 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장(서울대 화학부 교수)은 '크리스퍼 유전자 가위가 세상을 바꾼다'라는 주제로 토론을 진행했다. ■유전자 가위로 질병 DNA '싹둑' 앞서 김진수 단장은 지난 2013년 국제학술지에 크리스퍼 유전자 가위를 이용한 유전체 교정 사례를 처음 발표한 데 이어 올 초에는 이 유전자 가위가 원하는 유전자만 정확히 제거할 수 있다는 사실을 입증했다. 크리스퍼 유전자 가위가 의도하지 않은 DNA 염기서열을 자르면 돌연변이가 생길 것이란 일각의 우려를 일축한 것이다. 김 단장은 "크리스퍼 유전자 가위를 이용하면 유전자에 돌연변이가 일어난 부분을 수술해 원상 복구할 수 있고 질병의 원인이 되는 유전자도 잘라낼 수 있다"고 밝혔다. 또 최근엔 다태 동물인 돼지를 이용해 신체 이식용 장기를 개발하는 연구도 진행 중이다. 유전자 가위를 이용하면 인간세포로 구성된 돼지 장기는 물론 이것을 사람에게 이식했을 때 일어나는 면역거부 반응까지 줄일 수 있다는 설명이다. 그는 "중국 연구진과 함께 특정 장기가 없는 돼지 태아를 만드는 데 성공했으며 현재 다음 단계 실험을 준비하고 있다"고 전했다. ■中 인간배아 조작…생명 윤리 논란 그러나 일각에서는 생명 윤리 논란이 일고 있다. 최근 중국 연구자들이 동물 배아나 인간 성체세포가 아닌 인간 수정란 및 배아를 대상으로 유전자 교정을 시도한 사실이 전해지면서다. 실제 이날 행사에 연사로 나선 중국 상하이기술대학교(ShanghaiTech University)의 싱슈 황(Xingxu Huang) 교수는 폐기된 인간 배아를 유전적으로 조작하기 위해 당국의 연구 허가를 기다리고 있는 상태다. 싱슈 황 교수는 또 지난해 2월 유전자 편집기술을 이용해 살아있는 원숭이로 발달되는 배아를 조작했다고 보고한 바 있다. 이 기술은 인간에게도 적용될 수 있다는 게 학계 분석이다. 이에 대해 생명윤리학자인 일본 홋카이도대학교(Hokkaido University) 테츠야 이시히(Tetsuya Ishii) 교수는 상당한 우려를 나타냈다. 중국은 배아의 유전자편집을 금지하고 있지만 엄격한 단속이 이뤄지지 않아 허가 받지 않은 줄기세포 치료와 같은 문제가 일어나고 있다는 주장이다. 일부 생명공학자들도 인간의 정자나 난자, 배아에는 게놈 편집기법을 사용하지 말자며 목소리를 높이고 있다. ■미래부, 유전체편집기술영향평가 나서 우리 정부도 올해 기술영향평가 대상 기술로 '유전체 편집기술'을 선정했다. 기술영향평가는 새로운 과학기술의 발전이 경제·사회·문화·윤리·환경 등에 미치는 영향을 사전에 평가하고 그 결과를 정책에 반영하고자 매년 실시하는 제도다. 미래부 측은 "유전체 편집기술이 미칠 영향에 대한 폭넓은 의견을 수렴하고자 해당 분야 전문가 뿐 아니라 사회과학분야와 시민단체 관계자 등으로 구성된 기술영향평가위원회를 출범할 예정"이라며 "오는 12월 기술영향평가 결과를 중앙행정기관에 전달해 부정적 영향을 최소화하기 위한 대책을 세우도록 할 것"이라고 밝혔다. elikim@fnnews.com 김미희 기자

[파이낸셜뉴스] 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 강태준 박사팀은 매사추세츠 종합병원(MGH), 하버드 의과대학(HMS), 성균관대와 함께 유전자가위를 이용한 혈액검사만으로 암을 진단하는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 연구진은 이 기술로 체액에 존재하는 바이오마커 검출 성능을 획기적으로 향상된 암 진단 시스템 'SCOPE'를 개발했다. 실제 동물 피로 폐암 여부를, 대장암 환자 피로 40분 만에 정확하게 진단해냈다. 이 시스템은 은 암 관련 유전자 돌연변이를 정밀하게 관찰해 암 조기 진단이나 치료반응 모니터링, 종양 재발 가능성을 평가하는 데 널리 활용될 수 있을 것으로 보인다. 강태준 박사는 "기존 방법으로는 어려운 주요 암 돌연변이를 전례 없는 수준의 민감도로 검출할 수 있는 효율적인 시스템"이라며, "여러 암 관련 바이오마커를 간소화된 방법으로 알아내 암 진단과 모니터링 현장에서 신속한 의사결정을 지원할 수 있을 것"이라고 말했다. 또한 함께 연구한 하버드 의과대학 이학호 교수는 "소량의 혈액만으로도 기존 영상진단 이전에 종양 변화를 확인할 수 있다"며, 이 기술이 실제 진료 현장에서 유용하게 활용될 수 있음을 강조했다. 종양세포는 증식, 사멸하는 과정에서 특정 DNA나 RNA 등의 유전물질을 분비한다. 하지만 혈액에서 찾아내기에는 그 양이 매우 적어 임상에서 적용하기 어려웠다. 연구진은 종양 세포가 방출하는 세포 외 소포체의 mRNA를 크리스퍼 유전자가위(CRISPR-Cas13a)를 이용해 대폭 증가시켜 감지해 그간의 한계를 극복했다. 연구진은 진단 시스템 'SCOPE'을 동물모델에 적용해 극소량인 40㎕의 세포 외 소포체 샘플만으로도 초기 폐암을 진단해냈다. 또 대장암 환자의 샘플에서는 기존 PCR 검사보다 높은 민감도와 특이도로 암 돌연변이 유전자를 검출해냈다. 특히 SCOPE는 16개의 샘플을 동시에 검사할 수 있고, 시간도 40분이면 끝나 빨리 결과를 알 수 있다. 뿐만아니라 연구진은 국내 분자진단 전문기업 ㈜레보스케치와 협력해 소형화해 기존의 복잡한 장비 없이도 의료현장이나 연구현장에서 간편하게 활용할 수 있도록 했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 암 진단 시스템 'SCOPE'를 국제학술지 '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)'에 발표했다.   monarch@fnnews.com 김만기 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]  미국에서 유전자 변형 돼지 신장 이식이 성공적으로 이뤄졌다는 소식에 엠젠솔루션이 강세다. 엠젠솔루션은 관련 기술인 크리스퍼 유전자 가위 기술을 보유중이다. 22일 오전 10시 11분 현재 엠젠솔루션은 전일 대비 110원(+7.87%) 상승한 1507원에 거래되고 있다. 21일(현지시간) 미 바이오벤처인 e제네시스 발표와 주요 외신 등에 따르면 매사추세츠 종합병원(MGH)의 카와이 타츠오 박사와 나헬 엘리아스 박사가 이끄는 의료진은 지난 16일 말기 신장 질환을 앓는 60대 남성을 대상으로 유전자 변형 돼지 신장을 이식했다. 수술 후 일주일가량 지나는 동안 환자 상태는 양호한 것으로 전해졌다. 이번 수술은 미 식품의약청(FDA) 특별 승인하에 이뤄졌다. e제네시스는 이식수술을 위해 유전자를 교정한 돼지 신장을 제공했다. 유전자 변형 돼지의 신장을 살아있는 환자 몸에 성공적으로 이식한 것은 이번이 처음인 것으로 알려졌다. 앞서 e제네시스는 하버드의대 등 연구팀과 함께 지난해 '네이처'(Nature)에 유전자 변형 돼지의 신장을 이식한 원숭이의 장기 생존 사례를 발표했다. 당시 연구진은 '크리스퍼 유전자 가위'(CRSPR-Cas9) 기술로 유전자를 편집했다. 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)는 DNA에서 특정 유전자를 잘라내고 교정하는 기술이다. 엠젠솔루션은 이 기술을 이용해 인간 인슐린을 분비하는 돼지, 면역결핍 돼지, 인간질병을 가진 질병모델 돼지 등을 개발한 바 있다. 또 이식 거부반응 관련 유전자가 제거된 돼지의 췌도를 당뇨모델 원숭이에게 이식해 7개월 이상 정상 혈당을 유지시켰다. 현재 6개 유전자 변형된 돼지 생산에 성공했으며 관련 제품개발 및 임상 준비에 박차를 가하고 있다. kakim@fnnews.com 김경아 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