고려대 연구진, DNA 절단 기술 문제 해결…'비염기 변형' 규명

[서울=뉴시스] (왼쪽부터) 고려대 지성욱 생명과학부 교수, 구도운 분자생명과학과 연구교수(제1저자), KU-KIST 융합대학원 김근우 박사과정(제1저자). (사진=고려대 제공) 2026.02.09. [email protected] *재판매 및 DB 금지

크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)는 외부에서 침입한 바이러스를 제거하는 미생물의 면역 체계로부터 개발된 유전자 편집 기술이다. 편집할 DNA 위치를 안내하는 가이드 역할의 '크리스퍼 RNA'가 목표 DNA의 서열을 인식하면 'Cas9 단백질'이 해당 위치를 절단해 유전자를 교정할 수 있다.

그러나 실제 치료에 적용할 경우, 목표 유전자뿐 아니라 서열이 유사한 다른 유전자까지 함께 절단하는 '비표적 문제'가 꾸준히 제기돼 왔다. 이는 유전체 손상과 부작용으로 이어질 수 있어 크리스퍼 기술의 임상 적용을 가로막아 왔다.

연구진은 이러한 문제의 해법을 미생물의 면역 시스템에서 찾았다. 미생물은 유전자 가위를 사용해 외부 바이러스 DNA만 정밀하게 제거하면서도 자신의 유전체는 손상시키지 않는다.

이에 연구진은 크리스퍼 유전자 가위가 최초로 발견된 연쇄상구균을 분석해, 바이러스 감염 시 크리스퍼 RNA의 일부 염기가 사라진 '비염기 상태'로 변형된다는 사실을 세계 최초로 규명했다.

특히 동물 실험에서는 기존 크리스퍼 유전자 가위 사용 시 나타났던 간독성이 관찰되지 않았으며, 간암 생쥐 모델에서는 종양 성장을 현저히 억제하는 치료 효과를 보였다. 이는 향후 생체 내에서 적용 가능한 안전한 유전자 치료 기술로 발전할 가능성을 보여준다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 국가연구소사업(NRL2.0)·선도연구센터사업·리더연구자지원사업과 한국과학기술원 프로그램의 지원으로 수행됐으며, 연구 성과는 화학 생물학 분야 학술지 '네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)' 온라인에 지난 5일 게재됐다.