차세대 유전자가위 개발…이달의 과학기술인상에 배상수 서울대 교수

배상수 서울대 의대 생화학교실 교수. 과기정통부 제공

특정 DNA염기 하나만 교정할 수 있는 초정밀 염기교정 유전자가위 기술을 개발한 배상수 서울대 의대 생화학교실 교수가 이달의 과학기술인상 12월 수상자로 선정됐다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 12월 수상자로 배 교수를 선정했다고 30일 밝혔다. 이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.

유전자가위는 DNA 내 특정 유전자를 정확하게 자르거나 편집하는 도구다. 1990년대 1세대 징크핑거가 개발된 후 2세대 탈렌, 3세대 크리스퍼로 발전했으며 지금도 보다 안전하고 정밀한 유전자가위를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다.

염기교정 유전자가위는 표적 DNA의 염기를 다른 염기로 치환할 수 있는 기술이다. 사용이 간편하고 작동효율이 높아서 유전질환 치료나 질병모델 개발에 유용하게 쓰이고 있다. 

배상수 교수 연구팀은 염기교정 유전자가위가 특정 DNA에서 표적인 아데닌 염기뿐만 아니라 주변의 시토신 염기도 같이 바꾸는 부작용을 2019년 발견했다. 이어 부작용을 최소화할 수 있는 초정밀 염기교정 유전자가위를 개발했다.  

연구팀은 염기교정 유전자가위의 오작동을 일으키는 원인인 아데노신 탈아미노화 효소들의 서열 및 구조를 분석하고,표적 DNA 염기들과 결합할 수 있는 주요 아미노산들을 찾아냈다. 이를 기반으로 30종이 넘는 변형 염기교정 유전자가위를 제작했다. 

새롭게 제작된 30종의 유전자가위를 다시 분석해 부작용을 현저히 줄인 초정밀 아데닌 염기교정 유전자가위 ‘ABE8eWQ’ 개발에 성공했다. 연구 결과는 지난해 11월 국제학술지 ‘네이처 바이올로지’에 게재됐다.

배 교수는 “이번 연구는 표적 염기를 기존보다 최대 50배 정교하게 고칠 수 있는 기술을 개발한데 의의가 있다”며 “유전자 교정을 통한 혁신적 유전자 치료법이 개발돼 바이오 산업에 크게 기여할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]