KAIST, 유전자가위 정밀제어기술로 '유전자 치료' 성큼…동물 모델서 효과 입증

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 허원도 생명과학과 교수팀이 세계 최초로 RNA 유전자 가위 기술(CRISPR/Cas13) 활성을 화학 유전학 및 광유전학으로 조절해 표적 RNA 염기 편집을 수행하는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 동물 모델에서 RNA 염기 편집 효과도 입증했다.

연구팀은 구조가 알려지지 않은 단백질 구조를 재구조화해, 화학적 및 광유전학적으로 조절 가능한 Cas13 단백질 조각을 예측하고 개발하는데 성공했다.

이로써 개발한 에디터 기술로 RNA 분해 및 RNA 염기 편집을 실시간 유도할 수 있으며, RNA 염기 편집 활성을 조절할 수 있음을 확인했다.

또 세계 최초로 실험 쥐 모델에 해당 시스템을 적용해 광유전학적으로 RNA 염기 편집이 효과적으로 일어나는 것을 입증했다.

청색광에 의해 활성화되는 paCas13 시스템 모식도

이번 연구는 질병 관련 돌연변이가 표적인 RNA 기반 치료법 발전 및 세포 내 RNA 기반 연구 적용에 기여할 것으로 기대된다.

실험 쥐의 기관 내에서 다양한 모델 시스템을 구축하고, 생체 내 RNA 연구 적용 범위를 확장할 수 있다.

허원도 교수는 “재결합이 가능한 분할 단백질 Cas13 조각을 개발해, 화학적 및 광유전학적으로 특정 시공간에서 정밀하게 조절되는 RNA를 실험적으로 확인했다”며 “그동안 실험적 한계로 어려웠던 복잡한 RNA 연구를 촉진할 것으로 기대된다”고 말했다.

아울러 “유전자 가위 시스템을 활용한 유도 가능한 RNA 조절 시스템 개발로, 질병 관련 돌연변이를 표적으로 하는 RNA 기반 치료법의 발전 및 세포 내 RNA 기반 연구의 적용에 기여할 것으로 기대된다”고 전했다.

유정혜 KAIST 생명과학과 박사과정이 제1 저자로 수행한 이번 연구는 저명 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 1월 22일 자 온라인판에 게재됐다.

한편, 이번 연구는 삼성미래기술육성재단과 정부의 재원으로 한국연구재단 바이오·의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com