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유전자가위 두각…BRIC, 올해의 바이오 연구성과 선정

2016-12-23도강호 기자

Cpf1와 Cas9을 이용한 유전자가위 기술 비교.

(Cpf1와 Cas9을 이용한 유전자가위 기술 비교.)

 

 

 


유전자가위 관련 연구가 국내 생물학 관련 연구자들이 선정한 올해의 바이오 분야 연구성과에 대거 이름을 올렸다.

생물학연구정보센터(BRIC)에서 '2016년 국내 바이오 분야 연구성과 및 뉴스 톱(Top) 5'를 선정했다고 23일 밝혔다. BRIC은 매년 생물학 관련 연구자들이 선정한 올해의 바이오 성과와 뉴스를 발표하고 있다.

올해는 1218명의 설문조사를 통해 연구성과와 뉴스 톱5를 선정했다. 연구성과는 기초학술부문, 응용기술부문, 의과학부문 등 3부문으로 나눠 각각 5개의 연구가 선정됐다.

선정된 연구 15건의 내용을 살펴보면, 유전자가위 관련 연구가 4건, 장내 미생물에 관련 연구가 3건으로 가장 많은 비중을 차지했다. 특히 유전자가위는 BRIC에서 올해의 키워드 가운데 하나로 선정되기도 했다.

현재 주목받는 유전자 가위는 크리스퍼(CRISPR)-Cas9를 이용하는 3세대 기술이다. 크리스퍼라는 RNA가 유전자의 특정 부위를 찾아가면 Cas9이라는 효소가 해당 부분의 유전자를 자른다. 잘린 유전자는 유전자 자체의 복구 시스템에 의해 정상 상태로 다시 연결된다. 예를 들어 순서가 뒤집힌 돌연변이 유전자의 양끝을 자르면 복구 시스템에 의해 유전자가 정상 순서로 연결되는 것이다.

최근 몇 년간 유전자가위는 새로운 질병 치료법으로 국내외에서 꾸준히 관심을 받고 있다. 실제로 지난 10월에는 중국에서 페암 환자에게 유전자가위로 변형한 세포를 주입하는 치료가 시도되기도 했다. 유전자가위를 인간에게 적용한 최초의 임상시험 사례다.

우리나라는 미국과 함께 3세대 유전자가위 연구를 주도하고 있다. 특히 3세대 유전자가위에 대한 원천기술을 보유한 김진수 서울대 교수가 연구의 중심이 되고 있다. 이번에 BRIC이 선정한 응용기술부문 연구에도 김진수 교수의 신형 유전자가위의 교정 정확성에 대한 연구가 포함됐다. 김진수 교수는 최근 Cas9을 Cpf1으로 대체한 새로운 유전자가위를 연구하고 있다.

이외에도 유전자가위의 작동원리에 대한 분자 수준의 연구, 유전자가위를 이용한 생쥐 유전자 편집 연구, DNA 염기쌍 오류 복원 원리에 대한 연구 등이 올해의 바이오 성과에 선정됐다.

BRIC의 발표에서 3건의 논문이 선정된 장내 미생물 분야도 최근 바이오 분야에서 관심을 받는 연구주제 가운데 하나다.

사람의 장에는 1000종 이상의 세균이 살고 있다. 이들 세균은 단순히 장내에서 인간과 공생하는 것이 아니라 우리의 몸에 다양한 영향을 주고 있다. 소화 효소를 제공해 인체 대사에 도움을 주거나 장내 면역 시스템을 발달시키는 역할을 한다. 또 장내 공생 세균의 불균형이 아토피 피부질환, 염증성 장질환 등을 일으키는 것으로 알려져 있다.

최근 다양한 장내 미생물의 역할, 작동원리에 대한 연구가 늘어나는 가운데 BRIC은 음식물의 장내 면역반응 억제 원리 규명 연구, 장내 공생 바이러스의 염증성 장질환 크론병 억제 연구, 장내 미생물 유전자의 장 관련 감염 질환 유도 원리 연구 등을 올해의 주요 연구로 선정했다.





각 부문별로 연구성과 톱5를 살펴보면, 기초학술부문은 ▲세포 내 유전자 조절을 맡은 ‘드로셔 단백질 결합 원리’ 규명(김빛내리(서울대/IBS), 우재성(서울대/IBS)) ▲음식물의 장내 면역반응 억제 원리 규명(찰스 서(IBS/POSTECH) )▲암 치료에 필수적인 오토파지(자가포식) 조절 신호 규명(백성희(서울대)) ▲가장 정밀한 한국인의 게놈지도 작성(서정선(서울의대/마크로젠), 김창훈(마크로젠)) ▲DNA 염기쌍 오류 복원 과정 규명(이종봉(POSTECH))이 선정됐다.

응용기술부문은 ▲물에 타 먹으면 알츠하이머병 유발 Aβ응집체를 분해, 제거할 수 있는 신약후보물질(EPPS) 개발(김동진(KIST), 김영수(KIST)) ▲미생물을 이용한 친환경 바이오 플라스틱 생산기술 개발(이상엽(KAIST)) ▲신형 유전자가위 크리스퍼 Cpf1의 유전자 교정 정확성 입증(김진수(서울대/IBS)) ▲홍합 접착기능을 모방해 찔러도 피 안 나는 주삿바늘 개발(강선웅(안전성평가연구소/UST), 이해신(KAIST/이노테라피)) ▲크리스퍼 유전자가위 기술의 작동원리를 분자 수준에서 관찰 성공(배상수(서울대/IBS), 김성근(서울대))이 선정됐다.

의과학부문은 ▲크리스퍼 유전자가위 기술의 작동 원리 분자 수준에서 관찰 성공, 배상수(서울대/IBS), 김성근(서울대) ▲장내 공생 바이러스, 염증성 장질환인 크론병 억제(배진우(경희대), 권미나(울산의대/서울아산병원)) ▲장내 미생물 유전자의 장 관련 감염 질환 유도 원리 규명(윤상선(연세대)) ▲유전자가위 Cpf1 기술적용 생쥐 유전자 편집 성공(이상욱, 이명섭, 백인정, 성영훈(울산의대/서울아산병원)) ▲ 폐암 조기진단 가능한 생화학 마커 발견(이창환(울산의대/서울아산병원))이 선정됐다.

바이오분야 일반뉴스로는 ▲증가되는 감염병 우려…작년 메르스 이어 올해는 지카, C형간염, 콜레라, AI 등 ▲가습기살균제 성분 치약에서 검출 소동…과학적 위험성은 글쎄 ▲갈수록 심해지는 미세먼지 국민 보건에 빨간불 ▲천연물 분야 데이터 우려먹기 논문조작 의혹, 또 다시 발생한 연구부정 행위 ▲"100년 가는 순수 과학재단 만든다" 서경배 아모레퍼시픽 회장, 3000억원 출연 등이 선정됐다.

한편, BRIC은 올해의 키워드로 ▲기초과학지원 ▲병특 폐지 ▲가습기살균제 ▲한미약품 사태 ▲유전자가위를 선정했다.

[테크M = 도강호 기자(gangdogi@techm.kr)]