‘크리스퍼’ 유전자 가위, 소프트웨어(SW)로 진입장벽 낮아진다

2017년 03월 03일 04:00
스페인 바르셀로나과학기술연구원 게놈통제센터(CRG)가 스페인 폼페우파브라대, 스위스 베른대와 공동으로 개발한 ‘크리스퍼(CRISPR-Cas9)’ 유전자 가위 실험 설계 소프트웨어(SW) ‘크리스페타(CRISPETa)’의 기본 개념도. 표적(Target) 유전자가 DNA 염기 서열상에서 어느 위치에 있는지 찾아 주는 ‘유도RNA(sgRNA)’를 쉽게 설계할 수 있다. - 플로스 계산생물학 제공
스페인 바르셀로나과학기술연구원 게놈통제센터(CRG)가 스페인 폼페우파브라대, 스위스 베른대와 공동으로 개발한 ‘크리스퍼(CRISPR-Cas9)’ 유전자 가위 실험 설계 소프트웨어(SW) ‘크리스페타(CRISPETa)’의 기본 개념도. 표적(Target) 유전자가 DNA 염기 서열상에서 어느 위치에 있는지 찾아 주는 ‘유도RNA(sgRNA)’를 쉽게 설계할 수 있다. - 플로스 계산생물학 제공

DNA에서 특정 유전자만 선택적으로 잘라내는 유전체(게놈) 교정 기술의 진입장벽이 한층 낮아질 전망이다. 에이즈나 혈우병 등 난치성 유전 질환 연구도 활발해질 것으로 보인다.
 

스페인 바르셀로나과학기술연구원 게놈통제센터(CRG)의 로리 존슨 폼페우파브라대 교수팀은 스위스 베른대와 공동으로 ‘크리스퍼(CRISPR-Cas9)’ 유전자 가위를 활용한 실험을 쉽게 설계하는 소프트웨어(SW) ‘크리스페타(CRISPETa)’를 개발, 국제학술지 ‘플로스 계산생물학’ 2일자에 발표했다. 존슨 교수는 “크리스퍼 유전자 가위를 활용하고 싶지만 전문적인 지식의 부족 때문에 어려움을 겪는 연구자들을 위해 크리스페타를 개발했다”고 밝혔다.
 

크리스퍼 유전자 가위는 표적 유전자의 위치를 찾아 주는 ‘유도RNA(sgRNA)’와 그 영역의 DNA를 자르는 절단효소로 이뤄져 있다. 이때 어떤 유전자를 표적으로 하는지에 따라 각기 다른 유도RNA를 사용해야 한다. 때문에 크리스퍼 유전자 가위를 활용하려면 표적 유전자의 위치를 잘 찾을 수 있는 유도RNA를 고르기 위한 고도의 전문 지식이 필요했다.
 

크리스페타는 사용자가 DNA에서 어떤 유전자를 제거하고 싶은지 입력하면, 이에 필요한 최적의 유도RNA를 찾아 준다. 데이터베이스에 입력된 수천 건의 기존 유전체 교정 정보를 색인해 1~2시간 안에 정확도나 효율 등을 기준으로 가장 높은 점수를 얻은 후보군을 알려 준다. 이때 표적 유전자가 위치한 염기 서열을 시각적으로 표현한 자료도 함께 볼 수 있다. 크리스퍼 유전자 가위를 잘 모르는 연구자도 쉽게 유전체 교정 실험을 설계할 수 있는 셈이다.
 

크리스페타의 실험 설계 능력은 기존 전문가 수준에 준하는 것으로 나타났다. 연구진은 크리스페타로 찾은 유도RNA를 이용해 인간 세포에서 종양 형성 유전자 ‘MALAT1’을 제거하는 실험을 했다. 그 결과 유전자 제거 효율이 50% 이상으로 나타났다. 김진수 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단장은 “효율이 50% 정도면 실험 단계에서는 꽤 높은 수준으로 볼 수 있다”며 “다만 유전자 교정 치료를 위한 연구에서는 이미 95~100% 효율을 보이는 경우도 있음을 생각하면, 지속적 효율 개선이 필요하다”고 말했다. 
 

크리스페타는 인간 세포뿐 아니라 생쥐나 제브라피시 등 다른 동물 세포 실험에도 쓸 수 있다. 논문 제1저자 카를로스 풀리도-퀘트글라스 CRG 석사과정연구원은 “여러 연구자들의 다양한 유전체 교정 실험 효율을 높여 줄 것으로 기대한다”라고 밝혔다.

 

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