유전자 가위 이동경로 영상으로 확인한다

한국원자력연구원이 국내 최초로 방사성동위원소와 유전자 가위를 결합해 양전자 단층촬영(PET)으로 볼 수 있게 만들었다. 실제 간경화 질환이 있는 실험쥐에 새로 개발한 바이오 소재를 투여해 72시간 동안 이동경로와 치료효과를 파악했다.

23일 원자력연구원에 따르면 첨단방사선연구소 가속기동위원소연구실 박정훈 박사팀은 유전자 가위 중 하나인 '카스12a'(Cas12a) 단백질과 의료용 방사성 동위원소인 지르코늄-89를 접목한 새로운 바이오 소재를 개발했다.

최근 미국식품의약국(FDA)이 유전자 가위를 치료제로 승인하며 전 세계적으로 관심이 높아지고 있다.

유전자 가위는 동식물의 유전자에서 손상된 DNA를 잘라내고 정상 DNA로 교체해 질병을 억제하는 도구다. 유전자 가위는 길잡이 역할을 하는 가이드 RNA와 표적부위를 인식하고 잘라내는 효소단백질로 구성돼 체내에서 움직인다.

의료용 동위원소 지르코늄-89는 반감기가 3.3일로 체내에서 오래 머물지 않아 안전한데다, 생체물질을 추적하는 데 적합하고 다른 물질과 결합하기 쉬운 특징이 있다. 하지만 유전자 가위는 분자 크기가 크고 구조가 복잡해 다른 물질과 결합하는 것이 어려웠다. 연구진은 적절한 배양 온도, 시간 등 최적의 조건을 찾아 유전자 가위의 기능을 유지하면서 지르코늄-89과 합성하는 데 성공했다.

이번 연구는 특히 간경화 치료를 목적으로 진행됐다. 간경화에 악영향을 주는 콜라겐의 증식을 억제하도록 고안된 크리스퍼 유전자 가위를 활용했다.

이 유전자 가위와 지르코늄-89를 합성한 후 체내에서 잘 전달되도록 지질 나노입자로 둘러싸 캡슐화해 정맥주사로 간에 전달했다.

[e-mail] 김만기 기자