현재도 유전자 가위 기술로 원하는대로의 특성을 가진 동물을 만들 수 있는 기술력은 되나여?
원하는 특성을 가진 동물을 만든다거나 탈모 유전자를 유전자 가위로 제거하는 일은 아작 실현할 수 없는 이론에서의 영역인가요? 아니면 실현할 수 있으나 윤리적 문제로 하지 않눈 것인가요?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.
아직 그 정도의 기술력은 확보되지 않았습니다. 현재 유전자가위의 활용은 표적치료에 있습니다. 가령 어떤 난치병이나 불치병이 발생되었을 때, 그것의 원인이 되거나 원인으로 의심되는 세포를 가위질하여 잘라내어 활동을 못하게 하거나 정상인의 유전자 형태로 바꾸는 개념입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
유전자 가위의 기본 작동 원리는 특정 표적 위치의 DNA 를 정확하게 절단하는 것에서 시작된다. 이러한 절단 작용으로 DNA 이중 가닥이 절단되면 세포에서는 절단된 DNA를 수선하게 되는데, 이 수선과정에서 다양한 유전적 변이가 도입되게 된다. 이러한 변이는 1개의 염기 혹은 여러 개의 염기의 결실 혹은 삽입의 형태로 도입되고, 이로 인해 단백질로 번역하는 과정에서 틀이동(frameshift)을 유도하여 갑작스런 종결코돈이 생성되어 비정상적인 단백질로 번역되게 된다. DNA 2중 가닥의 수선과정은 크게 서열 상동성 재조합 혹은 비상동성 말단 접합의 방식을 통해 이루어지며, 특히 비상동성 말단 접합의 방식은 별도로 상동성 DNA 조각을 넣어줄 필요가 없고, 수선 과정에서 변이 생성이 높은 것으로 알려져 있다. 특정 표적 위치에 대한 특이성은 ZFNs 과 Talens은 각 단백질의 DNA 인식 부위를 분자생물학적 방법을 통해 제작하여 적합한 도메인들로 구성되도록 제작한다. 반면 크리스퍼 시스템은 DNA 결합 및 핵산분해효소 작용을 모두 가지고 있는 Cas9 단백질은 표적 특이적으로 제작할 필요가 없고, 표적 위치의 약 20개의 염기서열에 상응하는 단일가닥의 가이드 RNA만을 제작하면 된다.
유전자 가위의 적용 및 발전 가능성
유전자 가위는 유전자 편집 혹은 유전체 교정에 가장 핵심적인 역할을 담당한다. 유전자 가위의 정확성과 효율성 측면에서 제3세대 유전자 가위인 크리스퍼 시스템은 현재까지의 유전자 가위 중 가장 정확성 및 효율성이 향상된 도구로서, 식물, 동물, 인간 등 모든 생물체에 대한 유전자 편집 및 조절 작용에 획기적으로 이용 가능하다. 명확한 녹아웃을 만들어 기능 상실을 유도하거나 새로운 유전자의 기능을 확인하는 연구 뿐 아니라 이를 응용한 유전자 발현 조절, RNA 편집, DNA 메틸레이션 조절 등 무궁무진한 확장성을 가지고 있다.