제목 | "유전체교정 기술로 세상을 바꾼다!" | ||||
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작성자 | 전체관리자 | 등록일 | 2014-08-01 | 조회 | 4179 |
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유전체교정연구단 단장 김진수 서울대 교수 "유전체교정 기술로 세상을 바꾼다!"▲ IBS 유전체교정연구단 김진수 단장이 최근의 연구성과를 발표한 유명 저널을 앞에 두고 그 성과에 대해 이야기하고 있다. 왼쪽부터 '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)', '네이처 리뷰 제네틱스(Nature Review Genetics)', '네이처 메서드(Nature Methods)'. "유전체교정이라는 새로운 실험 기법을 개선하고 발전시키며 다양한 분야에 확산시키는 것이 목표입니다. 이를 통해 생명과학 분야에서 새로운 발견을 할 뿐 아니라 인간의 질병을 치료하고 동식물의 유전체를 개량해서 새로운 부가가치를 창출할 수 있습니다. 한마디로 말하자면, 생명공학의 새로운 기술을 개발해 세상을 바꾸는 것이 목표입니다." 전 세계의 주목 받는 '3세대 유전자가위' 개발![]() ▲ 김 단장이 3세대 유전자가위 RGEN에 대한 연구성과의 의의를 밝히고 있다. 이 연구성과가 실린 '네이처 바이오테크놀로지' 논문은 지난해 국내 연구자가 발표한 5만 4000여 편의 논문 중에서 가장 많이 인용된 논문으로 확인됐다. 유전체교정 기법은 최근 각광받기 시작한 분자생물학의 신기술이다. 유전체교정은 유전자가위라는 효소를 이용해 유전체를 '수술'하는 것이다. 유전자가위는 DNA를 인식해 잘라주는 효소로 세포 내의 유전체에서 원하는 곳을 자르고 교정하는 수단이 될 수 있다. 예를 들어 질병과 관계된 유전자를 제거할 수도 있고, 혈우병처럼 돌연변이가 일어나서 생기는 질병의 경우 그 돌연변이 부분을 잘라서 교정할 수 있으며, 치료용 유전자를 원하는 곳에 안전하게 삽입시킬 수도 있다. 2013년 김 단장 연구팀은 한 해 동안만 '네이처 메서드(Nature Methods)', '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)' 등 세계적 저널에 4편의 논문을 게재했는데, 이 가운데 3월 3일자 '네이처 바이오테크놀로지'에 실린 논문은 지난해 국내 연구자가 발표한 5만 4000여 편의 논문 중에서 가장 많이 인용된 논문으로 확인됐다. 그는 "3세대 유전자가위인 RGEN을 개발해 유전체 교정에 적용한 이 논문은 지금까지 200회 이상 인용됐다"며 "상위 0.01%에 해당하니 세계적으로도 최고 수준"이라고 밝혔다. 일부에서는 이렇게 개발된 3세대 유전자가위가 1세대, 2세대 유전자가위만 사용했을 때 소수만이 독점했던 유전자교정 기법을 '민주화'시켰다고 평가했다. 그만큼 전 세계의 많은 실험실에서 활용할 수 있게 됐다는 뜻이다.
상가모, 셀렉티스, 그리고 툴젠![]() ▲ 연구단의 실험실에서 연구원과 의견을 나누는 김 단장. 연구단에서 개발한 3세대 유전자가위 기법은 전 세계 실험실에서 사용될 것으로 기대된다. 그는 1999년 툴젠을 공동 설립해 2005년까지 최고경영자(CEO) 및 최고과학책임자(CSO)로 역임했다. 어떤 계기로 회사를 설립한 것일까.
"미국에서 공부하며 보니까 암젠(Amgen), 젠자임(Genzyme) 같은 회사가 작은 실험실 벤처로 시작하더군요. 그런 회사들이 매출도 없는데 연구개발 업적으로 바탕으로 나스닥에 올라가고 새로운 치료제를 개발하면서 10년 사이에 삼성전자보다 더 큰 회사가 되더라고요. 기초과학을 바탕으로 새로운 산업을 창출한 것이죠. 사실, 인적 자원과 자본만 있으면 충분히 할 수 있겠더라고요." "창조경제의 시작은 기초과학"김 단장은 3세대 유전자가위를 개발한 과정에서 기초과학의 연구방식과 그 중요성을 깊이 있게 깨닫게 됐다.
"학교에서는 좀 더 장기적 관점에서 원천기술을 개발할 수 있고, 당장의 문제 해결이나 산업적 활용을 전제로 하지 않고 장기적 관점에서 순수하게 과학기술자의 호기심을 추구하는 모험적인 연구를 할 수 있습니다. 그런데 역설적으로 그렇게 호기심을 추구하는 연구를 한 덕분에 진짜 새로운 기술을 개발할 수 있었습니다. 3세대 유전자가위가 바로 그런 경우였지요."
3세대 유전자가위의 메커니즘은 세균의 면역체계에서 비롯됐다. 일부 세균은 파지라는 바이러스의 공격에 대응해 크리스퍼(CRISPR) 시스템을 갖추게 되는데, 다시 파지가 공격하면 이 시스템이 작동한다. 즉 Cas9이라는 단백질과 작은 RNA가 결합해 그 RNA에 들어맞는 상보적인 파지의 DNA를 잘라 없애는 것이다. ![]() ▲ 김 단장이 DNA 모형을 앞에 두고 유전체교정 기법을 설명하고 있다. RNA를 이용한 3세대 유전자가위 RGEN은 세균의 면역체계에서 비롯됐으며, 연구단의 기법은 DNA를 전혀 사용하지 않는다는 것이 장점이다. 그는 또 "기초과학이 새로운 산업을 창출하는 원동력"이라며 "창조경제의 시작은 기초과학이며, 기초과학 없이 창조경제를 하겠다는 것은 사상누각이라고 본다"고 말했다.
연구단은 최근 자체 기술로 3세대 유전자가위를 인간 배아줄기세포에 전달해 정밀하고 효과적인 유전체 교정에 성공했다. RNA 유전자가위를 구성하는 Cas9 단백질을 정제해 작은 RNA 분자인 '가이드 RNA'와 결합시킨 후 전기 자극을 가해 세포 내에 직접 전달함으로써 유전체 교정을 효과적으로 해 낸 것이다. 이 내용은 올해 '게놈 리서치(Genome Research)' 6월호의 표지논문으로 실렸다. |
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