KIST·고려대 연구진, 유전자 가위로 도핑 분석

KIST도핑컨트롤센터./KIST

한국과학기술연구원(KIST)과 고려대 연구팀이 유전자 가위 기술을 이용해 차세대 도핑 분석 기술을 개발했다.

KIST 도핑콘트롤센터 성창민 책임연구원은 고려대학교 생명공학부 박희호 교수 연구팀과 함께 유전자 가위(CRISPR-Cas) 기반의 고처리량 다중 유전자·세포 도핑 분석법(HiMDA)을 개발했다고 16일 밝혔다.

최근 운동 능력 향상을 위한 도핑 기술이 갈수록 발전하고 있다. 특히 유전자나 세포치료제를 활용해 체내 기능을 조작하는 ‘유전자·세포 도핑’은 스포츠계의 공정성을 심각하게 위협하고 있다. 근력 및 지구력을 극대화할 수 있는 인슐린 유사 성장인자(IGF-I), 적혈구 생성인자(EPO) 등 유전자 기반 약물은 일부 종목의 운동선수들 사이에서 경기력 향상을 위한 수단으로 악용될 가능성이 높다.

현행 단백질 수준의 도핑 분석법으로는 체내 단백질과 구조적으로 동일한 체외 유전자 물질은 명확한 구분이 어렵다. DNA 수준에서 체외 유전자를 구별할 수 있는 새로운 분석 플랫폼의 필요성이 큰 상황이다.

연구팀이 개발한 분석법은 복잡한 시료 전처리 과정 없이 혈액 내에서 표적 유전자를 직접 증폭하고, 이후 유전자 편집 기술(CRISPR-Cas)을 적용해 체외 유전자의 존재를 신속하고 정밀하게 판별하는 방식이다.

연구진은 인간 성장호르몬(hGH, EPO, IGF-I) 등 대표적인 유전자 도핑 물질을 실험용 마우스 모델에 주입한 뒤 분석 플랫폼을 적용한 결과, 손끝에 맺힌 핏방울의 절반만큼도 안 되는 극소량의 혈액 시료 5㎕(마이크로리터·1㎕는 100만 분의 1ℓ)만으로도 2.5 분자 수준의 체외 유전자를 90분 이내에 정확히 검출하는 데 성공했다.

성창민 책임연구원은 “이번 연구는 유전자 편집 기술을 도핑검사에 적용해 기존 기술의 한계를 극복하고 스포츠 윤리와 공정성을 지키는 데 기여할 수 있는 실질적 해법을 제시한 것”이라며 “향후 정밀의료와 유전자 진단 기술의 핵심 기반으로 발전할 가능성이 크다”고 밝혔다.

참고 자료

Science Advances(2025), DOI : https://doi.org/10.1126/sciadv.adv7234

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