바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 김성민 기자

한국 미국 독일 3개 연구팀 연구결과, '네이처 바이오테크놀로지'에 게재

▲An argonaute protein from Pyrococcus furiosus출처: 위키피디아

중국 연구팀이 CRISPR 유전자가위의 대안으로 제시해 주목을 받았던 NgAgo 유전자가위에 대한 논란이 끝내 유전자 편집기능이 없는 것으로 일단락됐다.

올해 5월 중국 허베이 과기대학의 한 춘유 박사가 네이처 바이오테크놀로지에 발표, CRISPR의 대안으로 제시된 유전자가위 “NgAgo”가 뜨거운 관심을 받았다. 그런데 문제는 다른 연구팀에서 이를 적용한 결과, NgAgo가 작동하지 않는 것으로 나타나 유전자 편집기능이 있는가에 대한 재현성에 대한 의심이 가중된 바 있다.

이러한 논란 속에 28일 네이처 바이오테크놀로지에 “Failure to detect DNA-guided genome editing using Natronobacterium gregoryi Argonaute”란 제목으로 논문이 제개되면서 NgAgo가 유전자 편집기능이 없다는 것이 증명되면서 논란이 종결됐다.

이번 연구는 진위성 여부를 확인하기 위해 한국, 미국, 독일의 3개의 연구팀에서 각각 진행했다. 논문에 따르면 ‘이전 그룹이 3종류의 배양 인간세포주에서 밝힌 NgAgo의 유전자 편집기능을 확인하기 위해 NgAgo가 잘 작동할 수 있는 여러가지 조건에서 시도를 했지만, 유전자 상에서 편집이 일어난 증거를 찾을 수 없었다’고 언급돼 있다.

애초 NgAgo가 주목을 받았던 이유는 CRISPR-Cas9의 한계점을 극복했다는 주장 때문이었다. CRISPR-Cas9는 유전자 편집 효율이 획기적으로 좋아지면서 주목을 받았지만, 유전자를 자르는 효소인 Cas9가 항상 타깃 유전자인 DNA를 편집할 수 있는 것은 아니다.

Cas9이 유전자가위가 작동하기 위해서는 PAM(protospcer-adjacent motif)라는 특정 서열을 인식해야 되기 때문이다. PAM서열은 일반적으로 2~5개의 염기서열로 구성되며, 가장 일반적인 서열은 5'-NGG-3'로 알려져 있다.

그런데 NgAgo는 PAM서열이 없어도 유전자 편집이 가능한 개념으로 유전자 편집을 위해 특정 유전자 서열을 필요로 하지 않기에, 연구팀은 NgAgo가 CRISPR보다 더 넓게 사용될 수 있다는 주장이었다. 또한 , CRISPR가 가이드 RNA를 필요로 한다면 단일 DNA가닥을 사용한다는 차이점이 있었다.

CRISPR의 대안으로 제시된 NgAgo는 유전자 편집기능이 없다는 것이 밝혀지면서 실패로 돌아갔지만, 현재 많은 그룹에서 CRISPR를 한계를 극복한 ‘더 나은 유전자가위’를 만들려는 노력은 계속되고있다.

국내에서는 김진수 교수팀이 신형 유전자 가위인 'CRISPR Cpf1'가 기존 시스템에 비해 더 정확하다는 것을 밝혀 8월 네이처 테크놀로지에 실렸다. 또한 Cpf1는 Cas9보다 크기가 더 작으며, 다른 PAM서열을 인식한다는 차별성이 있다.

기존 Cas9에 비해 크기가 작은 미니 Cas9을 개발하려는 시도도 있다. 이는 Cas9 효소의 단백질 크기가 커, 바이러스 벡터에 삽입해 세포에 유전자를 전달하는 데 생기는 한계점을 극복하겠다는 것이다.

다른 유전정보를 겨냥하는 접근방법도 있다. Cas9는 핵 속의 특정 DNA서열을 찾아 유전자 편집을 하는 방식으로 세포가 갖고 있는 유전정보를 바꾸기에, 편집된 유전정보가 다음세대로 전달되는 특징이 있다. 반면, C2c2는 RNA를 겨냥하는 효소로 기존 유전자 가위와는 타깃이 다르다.