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과학과 놀자

샤르팡티에·다우드나 교수에게 노벨화학상 안긴 유전자 가위 기술

유전자 가위 기술을 개발한 공로로 스웨덴 우메오대의 에마뉘엘 샤르팡티에 교수와 미국 UC버클리의 제니퍼 다우드나 교수가 2020년 노벨 화학상을 받았다. 유전자 가위 기술은 세균이 바이러스를 물리치기 위한 생물학적 과정을 이용하여 특정 유전자의 발현을 억제하거나 유전자 서열을 바꾸는 데 이용 가능하며, 더 나아가 치료할 수 없다고 알려진 사람의 유전질환에 대한 치료의 가능성을 열었다.인류는 생물이 가지고 있는 유전적 특성을 우리에게 유용한 방향으로 이용해왔다. 가장 오래된 방식이 품종 개량이라고 하는 방법이다. 예를 들어 우리의 주식인 쌀은 야생 벼 품종으로부터 품종 개량을 거쳐 좀 더 맛이 좋고 알곡이 많이 열리도록 개량되었다. 벼와 같은 곡류 외에도 야채, 과일과 가축 등도 오랜 품종 개량을 거쳐왔다. 생명과학은 지난 세기 동안 DNA의 구조 발견, 핵산의 염기서열 결정, 단백질의 아미노산 서열 결정, 유전자 발현 과정의 규명 등 비약적인 발전을 거듭해 왔다. 이 과정에서 얻은 생명과학 지식은 인류가 직접 생물의 유전자를 조작하여 이용할 수 있게 해주었다. 유전자 재조합 기술을 비롯해 많은 방법이 개발되었지만, 그중 매우 간단하고 빠르게 유전자 서열을 편집하는 방법이 유전자 가위 기술이다. RNA와 CAS9 단백질 복합체로 DNA 유전자 편집유전자 가위 기술은 세균이 바이러스로부터 자신을 지키는 방법을 활용한 것이다. 세균은 자신이 과거 감염된 바이러스의 핵산 서열을 저장해 놓았다가 똑같은 서열을 가진 바이러스가 들어오면 그 바이러스의 핵산을 잘라내 바이러스를 물리친다. 유전자 가위 기술을 ‘CRISPR 가위’ 기술이라고도 하는데 이 단어는 세

경제 기타

英, 모기 불임시켜 박멸하는 '유전자 가위' 실험 성공

모기는 사람 피를 빨아먹고 말라리아 황열 뇌염 등 치명적 질병을 일으킨다. 성가실 뿐만 아니라 백해무익하기에 모두 없애버리는 게 낫다고 여기는 사람이 많다. 실제로 유전공학을 이용해 모기 박멸 가능성을 확인한 과학자들이 있다. 지난달 21일 한국생명공학연구원에 따르면 영국 런던 임페리얼칼리지 생명과학부 연구팀은 말라리아를 퍼뜨리는 모기의 불임을 유도하고, 불임 모기와의 세대별 교미를 통해 모기를 박멸시켰다는 논문을 지난해 11월 ‘네이처바이오테크놀로지’에 실었다. 임페리얼칼리지 연구진은 모기 불임을 유도할 때 3세대 유전자가위 ‘크리스퍼(CRISPR)-카스(CAS)9’을 썼다. 생식능력을 부여하는 특정 유전물질을 이 유전자가위로 잘라버린 것이다.‘유전자 가위’는 DNA 편집하는 첨단기술유전자가위는 DNA 특정 부위를 자르는 일종의 ‘유전자 편집’ 기술이다. 1953년 DNA의 이중나선구조 발견 이후 유전자 재조합, 유전자 서열 분석 및 증폭, 인간게놈 프로젝트 등으로 이어진 바이오공학 가운데서 최신 기술로 평가받는다. 구체적으로 보면 DNA의 30억 염기쌍 가운데 일부(타깃)를 절단해 형질을 바꾼다.2000년대 처음 등장한 1세대 유전자가위는 ‘ZFN’이다. 타깃으로 안내하는 ‘아연집게 단백질’에 가위 역할을 하는 핵산분해효소(뉴클레아제)를 결합해 만들었다. 2세대인 ‘탈렌’을 넘어 현재 각광받고 있는 것은 3세대 유전자가위 크리스퍼-카스9이다. 세대가 높아질수록 자르는 효율과 정교함이 높아진다.크리스퍼-카스9은 가위 역할을 하는 단백질 ‘카스9’에 ‘가이드RNA’를 붙인 것이다. RNA는 DNA의 다양한 복사본인데,