국내 연구진이 세포 내 마이크로RNA 유전자를 분리·제거하는 새로운 기술을 개발했다. 암을 비롯해 심혈관질환, 뇌질환 등 다양한 질병을 치료할 수 있는 신기원을 열었다는 평가다.

IBS RNA 연구단과 서울대 화학부 김진수 교수팀이 제2세대 유전자가위로 알려진 탈렌효소를 이용해 원하는 마이크로 RNA만을 제거하는 새로운 기법을 개발했다.

탈렌효소를 단백질 생성 유전자에 사용한 연구는 많았지만, 마이크로 RNA 제거에 응용한 것은 이번 연구가 최초다.

마이크로 RNA는 생명체 발생과정을 조절하는 핵심적 역할을 수행한다. 더불어 마이크로 RNA 생성과정이나 기능에 이상이 발생할 경우, 대부분 암을 비롯해 심혈관질환, 뇌질환, 당뇨병 등 모든 질병 진행에 영향을 주는 것으로 알려졌다.

기존의 유전자 제거 기법의 경우, 원하는 마이크로RNA 뿐만 아니라 서열을 유사한 다른 마이크로RNA까지 제어해 다양한 부작용이 발생했다. 인체에는 1600여 개의 마이크로RNA개 존재하고, 사람마다 그 서열이 달라 특정 마이크로RNA만을 제어하기란 쉽지 않았다.

연구진은 우선 사람의 몸에서 세포분열 등 중요 역할을 하는 마이크로RNA 274개를 선별·분석한 뒤 원하는 마이크로RNA만을 효율적으로 제거하기 위한 맞춤형 탈렌효소 540종을 개발했다.

540종의 탈렌효소 중 66개를 무작위 실험한 결과 평균 20∼30% 세포에서 표적 마이크로RNA가 제거됨을 확인했다. 기존 재조합 기술을 이용한 유전자 제거 기법이 약 0.1% 이하의 효율을 보이는 것에 비교할 때, 획기적인 수준이다.

특히 탈렌효소 중 2개를 선정해 암세포에 적용한 결과, 암세포 증식 속도가 3분의 1 수준으로 떨어졌다.

연구진은 "기존 연구 기법의 한계를 극복하고 사람에게 중요한 역할을 하는 마이크로RNA만을 효율적으로 제거할 수 있는 표준모델을 개발하는 동시에 인체 맞춤형 탈렌효소 540종을 개발했다"면서 "향후 실험동물을 이용한 질병 연구, 인간 세포를 이용한 각종 연구와 여러 치료제 개발에도 응용할 수 있을 것"이라고 의미를 부여했다.

이번 연구성과는 '인간 마이크로RNA에 대한 TALEN 기반 녹아웃 라이브러리(TALEN-based knockout library for human microRNAs)'란 제목으로 11일 '네이처 스트럭처럴 앤 몰리큘러 바이올로지(Nature Structural & Molecular Biology)'에 게제됐다. IBS RNA연구단 김영국 박사후 연구원과 위갑인 서울대 유전체공학창의연구단 연구교수가 제1저자로, 김빛내리 RNA연구단장과 김진수 서울대 교수가 교신저자로 참여했다.