'크리스퍼 유전자가위' 보완 다중 유전자 편집기술 개발

[굿모닝충청 김훈탁 기자] 한국생명공학연구원은 특정 유전자만 편집 가능한 '크리스퍼 유전자가위' 기술을 보완해  다중 유전자를 동시에 편집할 수 있는 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 합성생물학 기술을 바탕으로 새로운 sgRNA 배열 방식을 개발해 유전자 편집의 효율성과 안정성을 크게 높이고 기존의 병목 현상을 해결할 수 있는 고효율 다중 유전자 편집 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

기존 크리스퍼 유전자가위를 이용해 여러 개의 유전자를 동시에 편집할 때 sgRNA의 합성과 배열에 오류가 발생하는 등의 한계가 발생했다.

연구팀은 외부의 유도물질 없이도 스스로 RNA를 절단할 수 있고, 주변 유전자의 영향을 받지 않으면서도 정확하고 안정적으로 sgRNA를 발현할 수 있는 리보자임(RiboJ) 기술을 활용, 여러 개의 sgRNA를 효율적으로 처리하는 시스템과 반복되는 유전자를 서열 없이 배열할 수 있는 시스템을 개발했다. 

리보자임(RiboJ)을 이용한 가이드 RNA의 효율적인 합성과 반복적 배열로 크리스퍼 유전자가위의 다중 유전체 편집 효율을 향상시킨 것이 이번 연구의 성과다.

이 기술을 대장균에 적용해 실험한 결과 한 번에 6개 이상의 유전자를 동시에 편집할 수 있어 부티르산 생산량을 최대 7배 증가시킨 것으로 나타났다. 

특히 NR-RAMBE 시스템은 기존 RAMBE보다 더욱 진화된 방식으로 sgRNA의 반복 서열이 제거되어 DNA 합성과 조립 과정이 훨씬 단순해졌고, 유전자 합성의 복잡성이 약 7배 줄어 유전자 편집의 실패율도 대폭 줄였다.
 
유전자를 동시에 6개까지 편집했음에도 기존 시스템과 비슷한 수준의 높은 편집 효율을 보여줬다는 것이다.

이번 연구는 첨단 유전체 기술은 물론 의료용, 산업용 미생물 개발 등에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

연구책임자인 이대희 박사는 "크리스퍼 유전자가위로 여러 개의 유전자를 동시에 편집할 때 가장 문제가 됐던 가이드 RNA의 합성과 배열 문제를 합성생물학 기술을 이용해 해결했다는 점에서 큰 의미가 있다"고 연구 의의를 밝혔다.

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