크리스퍼 유전자 가위

유전자 가위라는 말을 들어 보셨나요?

유전자 조작이라는 말은 가끔씩 들어 보셨을 거라 생각합니다.

오늘 소개해 드릴 "유전자 가위"는 유전자 조작을 하는 기술 이라고 생각하시면 됩니다.

이 기술에대해 설명드리기전에 유전자에 관한 것부터 살펴보도록 하겠습니다.

현재까지 수많은 생명과학을 연구하는 과학자들이 유전자에대해 연구를 해왔지요

멘델이 발견한 유전 법칙부터 서턴과 모건의 염색체설 유전자설을 거쳐오면서

모든 생명체는 유전자를 가지고 있다는 것을 발견했어요

 

이 유전자는 바로 DNA 속에 저장되어 있는데요 보시는 그림과같이 DNA는 A(아게닌).T(티민).G(구아닌).C(사이토신)

이  네 개의 염기의 배열의 순서에 따라 유전자 정보를 저장합니다.

염기 배열된 순서에 따라 유전 정보가 달라져 서로다른 형질이 발현되는데요

쉽게 말해서 염기들이 배열된 순서가 AGC냐 ACG냐에 따라

얼굴 형태라든지 손 발의 모양 등이 결정되는 것이죠

 

심지어 단 하나의 염기의 종류가 달라짐으로써 질병이 발생 할 수도 있는데요

대표적인 예로 낫모양적혈구가 있습니다

낫모양 적혈구는 단지 A염기가 T염기로 바뀌었을 뿐이지만

적혈구의 모양이 달라지기 때문에

일반 사람들보다 적혈구의 기능이 떨어지게 되는 것이죠

 

 

 

만약 사람이 이 염기 서열을 자유롭게 조작할 수 있게 된다면 어떨까요?

염기 서열을 바꿈으로써 발현되는 유전자의 종류 자체가 바뀌게 되고

생명체가가진 수많은 유전 정보를 조작할 수 있게 되고

낫모양 적혈구 뿐만 아니라 수많은 유전자 질병을 치료할 수 있게될 것입니다.

 

과학자들 또한 이런 생각에서부터 염기서열을 임의로 조작하는 방법에 대해 연구를 하기 시작합니다.

 

그들은 이전까지 여러 유전자 조작 기술에 대해 연구를 해왔습니다

 

제한효소를 이용함으로써 DNA일부를 잘라 다른DNA에 잘라 붙이거나

원하는 표적 서열만큼의 염기를 자를 수 있는 1세대 2세대의 유전자 가위를 만들었습니다

 

하지만 이 기술들은 단점이 많았기에 사용할 수 없었죠

제한효소 자체는 자연에서부터 얻는 것이기 때문에 그 종류가 적었고

유전자 가위 또한 원하는 서열에 맞게 고분자 단백질을 제작 해야 했기 때문에 효율성이 많이 떨어집니다

 

하지만 최근에 제 3세대 유전자 가위가 발명 되었는데요

바로 크리스퍼 유전자 가위 입니다.

 

크리스퍼란  'Clustered Regulary Interspaced Short Palindromic Repeats'의 약자로,

그 뜻은 '주기적으로 반복하는 짧은 회문구조' 입니다.

여기서 회문 구조란 중앙을 대칭축으로 좌우가 상보적 염기쌍으로 대칭되는 구조입니다.

Ex) ATTGC/GCAAT (A와T, G와C는 DNA에서 각각 대응되는 염기입니다)

이 제 3세대 유전자 가위를 이전의 유전자 조작 기술과 비교해 보시면 큰 차이가 있는데요

 

크리스퍼는 이전 유전자 가위처럼 고분자인 단백질을 지정하지않고

단지 100개 내외의 RNA염기서열만을 바꿀 수 있으며, 1회에 절단 가능한 염기의 수가 현저히 많아집니다.

이 말이 잘 이해가지 않으실 수 있는데 적은수의 염기 서열을 조작할 수 있게 된다는 말은

원하는 염기 서열만 바꿀 수 있기 때문에 유전자 조작을 원하지 않았던 부분을 자르지 않을 수 있게 됨을 뜻하고

1회에 절단 가능한 염기의 수가 많아지게 된다는 의미는

예를 들어 설명하면 (ATC--->ATCAGC)

셀수 없을 정도의 엄기 배열 속에서 ATC라는 짧은 염기배열보다

ATCAGC라는 더 긴 염기 배열이

DNA속에 중복된 것의 개수가 훨씬 적을 것이기 때문에

비슷한 다른 서열을 자를 확률이 훨씬 줄어든다는 것입니다.

 

 

 

노벨상 0순위라고도 불리는 이 크리스퍼는

앞으로 쓰일 수 있는 분야가 무궁무진 하는데요

 

우선 앞서 말했듯이 질병의 치료로 암 에이즈 등의 치료에도 유전자기술이 큰 도움을 줄것이라 예상되고

이종간의 장기이식, 멸종동물 복원, 부작용을 최소화한 새로운GMO을 개발 할 수있을 것이라 전망합니다.

최근에는 크리스퍼에 발전된 기술을 더해 더욱 정교해진 유전자조작 기술이 개발되고 있는데요

한편에선 인간의 생명과도 관련있는 기술이기 때문에 이런 기술이 발전하면 안된다는 따가운 시선도 받고 있습니다.

잘못된 방향으로 사용된다면 정말 큰 부작용을 낳을 수 있는 유전자 기술이므로

앞으로의 기술 발전과 사용에 있어서도 더욱 신중해야 한다고 생각합니다.