진코어, 초소형 염기교정 유전자가위기술 개발… “DNA 절단 없이 염기교정 가능”
진코어, 초소형 염기교정 유전자가위기술 개발… “DNA 절단 없이 염기교정 가능”
  • 정민아 기자
  • 승인 2022.08.11 10:08
  • 댓글 0
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단일 AAV 바이러스 전달 가능한 염기교정 시스템
기존 유전자가위로 접근할 수 없었던 염기변이에 의한 유전질환을 치료 가능
(사진=진코어)
초소형 염기교정 유전자가위 모식도(사진=진코어)

[바이오타임즈] ㈜진코어는 초소형 염기교정 유전자가위기술 개발에 성공해 세계적 저널인 ‘네이처 케미컬 바이올로지’(Nature Chemical Biology, IF 16.174)에 한국 시각 8월 2일자 온라인 판에 논문을 게재했다고 밝혔다(논문명: Hypercompact adenine base editors based on transposase B guided by engineered RNA).

유전자가위는 인간과 동식물 유전체(Genome) 유전체에서 특정 염기서열을 인식해 DNA를 자르거나 교정하는 기술이다. 생명체의 유전정보를 거의 만능에 가깝게 교정하고 개선할 수 있어 과학과 의료 미래를 앞당긴 혁신기술로 평가받는다.

대표적인 크리스퍼 유전자가위인 CRISPR-Cas9 기반기술은 유전자 크기가 크고 바이러스(AAV) 전달체를 이용한 체내 전달에 어려움이 있어 유전자치료제로서의 활용도가 극히 제한적이었다. 최근 전세계적으로 유전자가위기술을 활용한 치료제 개발이 적극적으로 이루어지고 있고, 다국적제약사를 통한 임상이 시작되어 향후 유전자치료제 시장의 가파른 성장세가 예측되고 있다.

효율적인 체내 유전자교정 치료를 위해서는 유전자가위를 원하는 곳으로 전달하는 것이 필수적이다. 치료가 필요한 다양한 조직으로 보내기 위해서는 현재까지 아데노연관바이러스(AAV) 를 이용하는 것이 최선의 방법인데, AAV가 전달할 수 있는 유전자의 크기가 4.7 kb로 제한되어 있어 크기가 큰 CRISPR-Cas9 기술은 가장 대중적인 기술임에도 유전자치료제로서 한계가 있어왔다.

이번에 논문을 게재한 진코어는 한국생명공학연구원 창업기업으로 독자적인 유전자가위기술을 통하여 유전자치료제 및 신품종 개발에 주력하고 있는 유전자가위기술 플랫폼 기업이다. 진코어는 지난 2021년 초소형 유전자가위기술인 CRISPR-Cas12f GE 시스템을 개발해 세계적 저널인 ‘네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology, IF 54.908)에 게재했으며, 현재 다양한 초소형 유전자가위기술을 이용한 바이러스, non-바이러스 기반의 유전자치료제를 개발하고 있다.

본 기술은 기존 전달이 불가능했던 뇌, 근육, 심장, 폐 등 다양한 조직으로 전달이 가능한 새로운 염기교정 유전자가위다. DNA의 절단 없이 염기교정이 가능한 기술을 유전자치료제로 사용가능성을 높였다는 것에 의의가 큰 것으로 알려져 있다.
 

ⓒ게티이미지뱅크
ⓒ게티이미지뱅크

연구팀은 'TnpB'라는 단백질의 유전자 편집 도구로서의 적용 가능성을 발견하고, 이를 DNA 절단효소로 활용, 기존에 개발한 가이드 RNA와 결합시켜 AAV에 실을 수 있는 유전자가위를 개발했다. 이를 통해 그동안 문제가 됐던 제한적인 전달 크기를 극복했으며 DNA 절단 없이도 유전자 교정이 가능하게 했다.

또한 두 개의 가이드 RNA를 사용할 수 있도록 해 다중 타깃을 동시에 염기 교정할 수 있게 했으며 동일한 타깃인 경우에는 교정효율을 대폭 향상시켰다.

본 연구에서는 실제 동물모델에서 AAV바이러스를 통한 다양한 조직으로의 전달이 가능함과 원하는 조직에서 교정효율을 증명함으로써 기존의 유전자가위로 접근할 수 없었던 염기변이에 의한 유전질환을 치료할 수 있는 가능성을 입증했다.

이번 연구는 제1저자: 김도연 박사, 정유희 박사, 교신저자: 김용삼 박사(대표이사)가 수행했고 중소벤처기업부, 농촌진흥청, 과학기술정보통신부, 생명연 주요사업 지원으로 수행되었다.

김용삼 진코어 대표이사는 “최근 서울연구센터를 확장해 대규모 인력유치를 통한 초소형 유전자가위기술 기반의 유전자치료제를 개발 중으로 이번 연구성과는 치료가능한 유전질환을 확대할 수 있는 중요한 의미가 있다”며, “유전자치료를 위한 다양한 유전자가위기술 중의 하나로 인류 발전에 기여할 수 있는 또 하나의 중요한 기술이 되기를 기대한다”고 밝혔다.

[바이오타임즈=정민아 기자] news@biotimes.co.kr



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