과학기술

유전자가위란, 크리스퍼 유전자 가위로 유전자편집이 가능한 시대가 왔다.

열린마음이 2024. 1. 8. 06:02

 

유전자가위, 그리고 크리스퍼(CRISPR)란

 
요즘 과학 지식이 널리 퍼져 있어 DNA가 유전물질임을 대부분의 사람들이 알고 있습니다.
그렇다면 요즘 떠오르는 핫 키워드인 유전자 가위, 크리스퍼 유전자 가위는 어떤 것일까요?
 
유전자 가위, 즉 크리스퍼(CRISPR, Clustered Regulaly Interspaced Short Palindromic Repeats)는 원핵생물인 세균(Bacteria)이나 고세균(Archaea)의 게놈 (혹은 지놈, genome)에서 발견할 수 있는 유전자 서열을 말합니다. 
 
 

크리스퍼 유전자 가위의 유래가 되는 virus에 대한 영영사전 이미지

 
 
크리스퍼(CRISPR) 유전자 서열은 원래 원핵생물에 감염된 바이러스인 박테리오파지의 DNA 단편에서 유래되었습니다. 
 
원핵생물이 박테리오파지에 감염되어 원핵생물 내에 박테리오파지의 DNA를 가지고 있다가, 이후 유사한 박테리오파지에 감염 시 가지고 있던 그 DNA서열을 이용하여 새로운 박테리오파지 DNA를 검출하고 파괴하는 데 사용합니다.
 
이렇게 박테리오파지의 유전자 서열을 가지게 된 원핵생물은 획득 면역, 즉 항바이러스(항박테리오파지) 방어 시스템을 구축할 수 있습니다. 이는 사람이 독감 예방주사를 맞음으로써 면역 체계를 활성화시켜, 다음번에 감염되는 독감에 대한 면역력을 키우는 것과 비슷합니다.  
 
또한, CRISPR 서열을 이용하는 효소(엔자임, enzyme)로 Cas9 단백질(CRISPR-associated protein 9)이 있습니다. 이 효소 단백질은 CRISPR 서열에 상보적인 특정 DNA 사슬을 인식하여 개방하는 역할을 합니다. 
 
따라서, CRISPR 서열과 Cas9 효소가 함께 작용하여 생물체 내 유전자를 편집하는 기본적인 도구로 작용하는 'CRISPR-Cas9'을 형성합니다.
 
이러한 'CRISPR-Cas9'을 이용한 유전자 편집 기술은 2020년 엠마뉴엘 샤르펜티에(Emmanuelle Charpentier)와 제니퍼 두나(Jennifer Doudna)에게 노벨 화학상을 안겨다 주었으며, 기초적인 생명과학 연구와 더불어 생명공학 제품 개발, 질병 치료 등 다방면에 응용하여 사용되고 있습니다.