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의료 IBS, 유전자 가위로 코로나19 증식 차단 치료법 연구
메디컬투데이 김민준 기자
입력일 : 2020-03-17 06:58:52
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유전자 가위로 코로나19 RNA 복제 차단…환자 치료
[메디컬투데이 김민준 기자]

국내 연구단이 유전자 가위로 코로나19의 복제방지를 통한 치료법을 연구하고 있다.


명경재 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단장은 울산과학기술원(UNIST)과 함께 유전체 항상성 연구단이 유전자 가위로 코로나19 RNA 복제를 차단해 환자를 치료하는 방식을 연구 중이다.

유전자 가위는 생명체의 특정 유전물질을 인지하여 절단하는 인공 효소(단백질)로, 세포의 DNA 염기서열 특정부위를 잘라 내거나 다른 유전자로 교체할 수 있는 생명공학 기술이다.

유전질환을 일으키는 유전자를 교정하면 병을 근본적으로 치료할 수 있고, 농축산물의 성질을 쉽게 바꿀 수 있어 전 세계 생명과학자들이 치열하게 연구하고 있다.

그중에서도 ‘크리스퍼-카스(CRISPR-Cas system)’ 유전자 가위가 가장 널리 사용되는데, 크리스퍼-카스는 박테리아가 자신을 공격하는 바이러스(박테리오파지)를 방어하는 면역체계로, 침입자(바이러스)의 DNA정보를 자신의 DNA에 문신처럼 새겨 넣어 해당 정보를 바탕으로 박테리오파지가 재공격하면 적의 DNA를 찾아내 파괴하는 특성을 가지고 있다.

즉, 박테리아는 침입자의 DNA를 추적하는 RNA를 만들어 표적(타깃)을 찾아내며, 이어 가위 역할을 하는 절단효소인 카스9 단백질로 적의 DNA를 잘라낸다는 것이다.

이러한 점을 이용해 IBS 유전체 항상성 연구단은 UNIST 연구진과 함께 크리스퍼-카스13으로 코로나19의 증식을 차단하는 연구를 진행 중으로, 오랑캐를 오랑캐로 제압하는 ‘이이제이(以夷制夷) 전략’처럼 환자의 몸 안에 바이러스를 보내 바이러스로 바이러스를 치료하는 것을 목표로 하고 있다.

이와 관련해 연구진은 코로나19의 RNA를 자르는 유전자 가위를 환자의 세포로 전달하기 위해 아데노부속바이러스(AAV·Adeno-Associated Virus)를 사용할 계획인데, AAV는 유전자 치료에 활용하는 바이러스성 운반체(Vector) 중 가장 안전하다고 알려진 바이러스로, AAV에 크리스퍼-카스13을 실어 감염 부위 세포로 운반하도록 한다.

만약 AAV를 이용한 유전자 가위 운반이 성공할 경우, 세포 안에서 합성된 가이드RNA가 바이러스를 찾아내고, 카스13이 침입자의 RNA를 잘라버리는 순서로 진행될 예정이다.

즉, AAV에 가이드 RNA와 카스13의 유전정보가 실리며, 실제 합성은 AAV가 세포 안에 들어간 뒤 일어나게 되는 것으로, 코로나19의 RNA가 세포로 유입 시 유전자 가위가 침입한 바이러스를 찾아내 잘라버린다는 것이다.

이를 위해 연구진은 크리스퍼-카스13의 가이드 RNA를 손쉽게 디자인할 수 있는 특징을 이용해 코로나19의 다양한 염기서열을 목표로 삼아 인간 유전체에는 영향을 주지 않는 가이드RNA 1만333개를 설계했다.


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또한 코로나19의 3차원 단백질 구조가 규명됨에 따라 유전자 가위를 바탕으로 하는 치료법 개발을 위해 여러 전문가들의 협조를 얻어 바이러스 연구자, 임상적 안정성을 시험할 의료인, 안전한 치료제를 대량생산할 수 있는 기업들을 통해 새로운 치료전략을 추진한다.  
메디컬투데이 김민준 기자(kmj6339@mdtoday.co.kr)
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