integrase 이용한 박테리오파지, 특정 염기서열 부위에 삽입 가능
바이러스를 사용하지 않고도 치료용 유전자를 세포의 염색체 DNA의 지정된 위치에 삽입시킬 수 있는 방법이 개발됐다.
이로 인해 유전자 치료법의 여러가지 위험성 중 하나의 문제를 해결할 수 있게 된 것이라고 이 연구를 실시한 스탠포드대학의 마이클 킬로스 박사는 Nature Biotehnology 온라인 저널에서 밝혔다.
유전자 치료법의 최종 목표는 잘못된 유전자를 지닌 세포에 정상적인 유전자를 전달하여 영구적으로 잘못된 유전자를 대체하는 것이다. 그러나 만약 전달된 치료용 유전자가 염색체 DNA 삽입을 위해 바이러스 벡터를 사용해왔으나 이 방법을 사용할 경우 유전자가 무작위로 염색체 DNA에 삽입되는 위험성을 갖고 있다.
실제로 프랑스의 한 임상실험에서는 삽입된 유전자가 이웃에 있는 발암유전자를 활성화시켜 연구대상자가 백혈병에 걸린 경우도 있었다. 뿐만 아니라 바이러스 벡터를 사용할 경우 전달할 수 있는 유전자의 크기가 제한되어 있어 단위가 큰 유전자의 전달은 불가능했다.
연구진은 이러한 문제점을 해결하기 위해 박테리아에 기생하는 박테리오파지를 이용했다. 박테리오파지는 ‘integrase’라는 단백질을 이용, 자신의 유전자를 박테리아 염색체의 특정 염기서열 부위에 삽입하는 능력을 갖고 있다.
공교롭게도 사람의 염색체도 그와 동일한 염기서열이 존재한다는 사실이 밝혀져 임상응용이 가능할 것으로 예견된다.
연구팀은 이 연구 가설을 입증하기 위해 혈액응고입자 Factor IX 유전자에 integrase에 의해 인식되는 염기서열을 추가한 DNA 조각을 만들고 DNA를 integrase 유전자와 함께 Factor IX 유전자가 제거된 생쥐에 주입했다.
주입 일주일만에 integase 유전자를 함께 주입한 생쥐는 Factor IX 유전자만 주입한 생쥐에 비해 무려 12배가 더 많은 Factor IX을 생산한 것이 보고됐다.
계속된 실험을 통해 연구진은 Factor IX 유전자가 생쥐의 염색체에 성공적으로 삽입되어 있는 것도 확인할 수 있었다고 밝혔다. 생쥐 염색체에는 integase에 의해 삽입될 수 있는 53개의 유효자리가 있지만 Factor IX 유전자는 오직 두 위치에만 삽입된 것으로 나타났다.
이 결과에 대해 연구진은 조직에 따라 선호하는 삽입되는 부위가 있을 것으로 추측하고 있다. 또한 integrase를 조작, 여러 가능한 삽입 부위 가운데 특정 부위를 선호하도록 할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 이번 연구 결과는 바이러스를 이용하지 않는 유전자 전달법을 가능하게 한 연구로 평가받고 있다.
[Nature Biotehnology]
차케어스 웹팀
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