유전자 가위란? 크리스퍼 3세대

크리스퍼 유전자 가위 기술에 대해 정리해 보겠습니다. DNA를 절단하는 분자생물학적 도구를 말하는 유전자 가위는 비정상적인 유전자를 잘라내어 근본적인 질병 치료를 할 수 있는 기술로 각광을 받고 있습니다. 2023 유전자 가위 소식과 이해를 돕기 위해 정리해 보았습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

유전자 가위 1세대부터 3세대 크리스퍼까지 기능에 대해 간단하게 정리해 보았으니 참고하시기 바랍니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

유전자 가위란

 

앞에 간단하게 말한 것 처럼, 유전자 가위는 DNA 절단 기능으로 특정 부위를 인식하고 2중 가닥으로 이루어진 DNA를 절단하는 도구인데요, 다른 DNA 절단 도구와의 차이점은, 유전자 가위는 '특정한 부위를 인식'한다는 점입니다.

 

 

 

유전자 가위가 각광 받는 이유는, 뇌중풍, 뇌졸증,  장기부전 등 적혈구 내부 유전자에 오류가 생겨 생기는 질병입니다. 이 병을 치료하려면 정상인의 조혈모세포를 이식받아야 했는데요, 환자로부터 조혈모세포를 추출한 뒤 유전자 가위를 이용해 문제 유전자만을 잘라내고 다시 환자에게 이식이 가능해 지기 때문입니다.

즉, 영구적인 치료가 가능하고, 본인 세포를 이용하여 면역 거부 반응 부작용도 걱정할 필요가 없는거죠.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

유전자 가위 세대

 

유전자 가위가 특별한 이유는 이렇게 특정 DNA 부위를 정확하게 인식할 수 있다는 건데요, 이렇게 정확한 부위를 인식할 수 있는 교정도구 종류를 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

1세대 - 징크핑커뉴클라아제

유전자가위 제1세대인 '징크핑거뉴클라아제 ZFNs'는 DNA의 위치를 인식하고 절단 할 수 있는 기술로 제작이 되었으나, 그 과정이 너무 복잡하고 비표적 위치에서 활성하는 것이 높아 비효율적인 도구로 인식되었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

2세대 - 탈렌

제2세대 탈렌은 1세대보다 복잡성이 줄어들고 좀 더 수월하게 디자인이 가능하게 되었습니다. 단일 염기쌍을 인식하는 도메인들을 연결해 제작되어 지금도 이를 이용한 연구가 진행 중 입니다.

 

염기쌍 - 핵산을 구성하는 염기 가운데 서로 수소 결합할 수 있는 두 개의 염기

 

 

 

 

 

 

 

3세대 - 크리스퍼 카스9 CHRISPR-Cas9

 

제 3세대 크리스퍼 카스는 굉장히 정교한 유전자 가위로 알려져 있습니다. 타깃 인식 및 DNA 절단 기능 모두 갖추고 있고 박테리아에서 발견된 유전자 편집 기능을 모방하여 개발되었다고 합니다. 특정 유전자를 정확하게 인식하고 수정할 수 있는 시스템 도구 입니다.

 

 

 

 

 

 

 

유전자 가위 전망

 

최근 세대의 3세대 크리스퍼 유전자 가위 시스템은 지금까지도 가장 정확성 및 효율성이 높은 도구로 평가받고 있습니다. 미국 버클리 캘리포니아대 화학과 교수 제니퍼 다우드나 교수는 다음과 같이 말했습니다.

 

 

크리스퍼 유전자 가위 기술의 발전은 10년 후 미래를 바꿔 놓을 것이다

새로운 유전자의 기능을 확인하고 유전자 가위의 발전 가능성을 긍정적으로 바라보고 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

크리스퍼 유전자 가위  Cas9

 

가장 정확성이 높다고 평가 받는 크리스퍼 Cas9 유전자 가위도 여전히 남아 있는 과제가 있습니다. 

 

-여전히 개선의 여지가 필요한 타켓팅의 정확성 그리고 효율성

-다발적인 타겟팅을 가능하게 하는 연구 : 다량의 유전자 편집의 경우 여러개의 유전자를 동시 수정을 해야 하는데, 아직 연구 단계입니다.

-생명윤리 및 법적 규제 : 인간 유전자 편집의 경우 윤리적인 문제가 따라옵니다. 선벽적인 유전자 편집의 정확성을 중요시하는 문제가 있어 여전히 논란의 여지가 있으며, 또한 예기치 못한 실수 혹은 부주의로 신중한 실험 절차가 요구됩니다.

 

 

 

 

 

 

마치며

오늘은 유전자 가위에 대해 알아보았습니다. 1세대부터 3세대 크리스퍼 시스템까지 알아보았는데요, 적혈구 질환을 영구 치료 할 수 있다는 희망으로 큰 기대를 받고 있습니다.

 

뉴욕타임스 등 외국소식에 의하면 유전자가위 치료비가 한화 약 29억원에 달하는 것으로 알려져 현실 치료 가능 의료기간이 소수에 불과해 대중화는 어려울 것이란 지적도 나오고 있습니다.

 

하지만 적혈구 질환의 치료 단계가 한단계 상장함에 따라 의료 기술의 무한한 성장과 가능성을 긍정적으로 바라보고 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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