암세포 증식 30.3% 줄이는 소형 유전자 가위

암세포 증식 30.3% 줄이는 소형 유전자 가위

입력2025.01.21.

 

유전자 가위를 표현한 이미지. 게티이미지뱅크

 

 

국내 연구진이 새로운 소형 유전자가위를 개발했다.

암세포 증식을 30.3% 감소시키는 데 성공했다.

기존 소형 유전자 교정 기술의 성능을 획기적으로 개선했다는 평가가 나온다.

고려대 의대는 김경미 생리학교실 교수 연구팀이 유전자 표적 서열에서 높은 수준의 편집 효율을 구현한 소형 유전자 가위 ‘eCas12f1’를 개발했다고 21일 밝혔다.

유전자 가위는 유전자의 특정 염기서열을 절단해 잘린 유전자를 제거하거나 부위에 유전자를 추가 또는 새로운 유전자로 교정하는 기술이다. 최근 크리스퍼(CRISPR) 유전자가위 기술을 기반으로 한 유전자 교정 기술이 빠르게 발전하며 높은 효율과 정밀도를 가진 유전자 교정 도구에 대한 수요가 급증하고 있다.

크리스퍼 유전자가위는 리보핵산(RNA)과 효소 단백질을 이용해 동식물의 특정 DNA 부위를 찾아 잘라내는 기술이다. 기존 유전자 교정 기법에 비해 원하는 유전자를 쉽고 정확하게 찾아 유전자 교정이 가능하다는 장점이 있다.

유전자 교정이 성공적으로 이루어지기 위해서는 유전자 가위를 세포 내로 효과적으로 전달하는 것이 중요하다. 크리스퍼 시스템의 크기가 작을수록 전달 효과가 높다. 앞서 개발된 작은 크기의 크리스퍼 시스템 ‘Cas12f1’은 일반적인 크리스퍼 시스템인 ‘SpCas9’보다 약 2.6배 작지만 포유류 세포 등에서 낮은 유전자 교정 효율을 보이는 문제가 있었다.

연구팀이 개발한 eCas12f1는 그간 낮은 교정 효율을 보였던 유전자에서도 우수한 유전자 교정 효율을 보였다. eCas12f1을 활용해 유방암 세포주에서 세포 주기 관련 유전자인 ‘PLK1’을 절단시켜 암세포의 증식을 18.2%로 감소시키는 데 성공했다.

피부암 세포주의 ‘BRAF 유전자’의 돌연변이를 표적으로 삼아 정상 세포에는 영향을 주지 않고 암세포에서만 유전자 절단을 유도했다. 세포 증식을 30.3% 감소시켜 암 표적 치료제로서의 가능성을 입증했다.

연구를 이끈 김경미 교수는 “eCas12f1에 탈아미노효소나 전사조절인자를 융합함으로써 아데노신 염기 편집과 유전자 발현 조절에도 효과적으로 이용될 수 있다”고 말했다. 이어 “eCas12f1은 작은 크기와 강력한 유전자 교정 능력을 바탕으로 향후 유전자 치료제 개발과 생명공학 응용 연구 등 다양한 분야에서 활용될 것”이라고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 7일 게재됐다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41467-025-56048-w1

박정연 기자 hesse@donga.com