생명/의료

내인성 유전자를 제거한 세계 최초의 돼지 탄생

발행일 : 2011 / 05 / 05

최근 중국과학원 광저우바이오의약/건강연구원의 라이량쉐(賴良學) 연구진과 미국 미시간대학 심혈관연구센터의 처언위칭(陳育慶) 연구진이 공동으로 ZFN(Zinc Finger Nuclease) 유전자적중기술을 사용해서 돼지의 내인성 유전자 PPARγ를 제거하는데 성공하였다. 당뇨병과 심혈관합병증 연구에 중요한 가치가 있는 이 연구성과는 4월 19일자《Cell Research》지에 등재되었다.

대형 동물의 내인성 유전자를 제거하려면 체세포유전자를 제거한 후 복제기술을 이용하는 과정을 거쳐야만 가능하다. 그러나 체세포유전자의 제거율이 낮아서 유전자를 제거한 대형 동물의 모델을 구축하기 극히 어렵다.

ZFN은 DNA의 특정 위치에서 이중나선 손상을 일으키는 단백질이다. 저급동물을 대상으로 한 연구에서 ZFN 기술이 유전자 제거율을 크게 향상시킨다는 것이 입증되었는데, 이 성과는《Science》지에 의해 2009년도 생명공학 분야 10대 혁신기술로 선정된바 있다.

아쉽게도 대형 동물에서는 이 기술이 성공하지 못하였다. 이번에 중미 양국의 연구자들이 최초로 ZFN 기술을 이용해 돼지 체세포의 유전자를 제거했더니 효율이 10-6%에서 4% 이상으로 향상되었다. 그들은 복제기술을 이용해서 PPARγ 유전자를 제거한 돼지 2마리를 탄생시키기도 하였다.

티아졸리딘디온(Thiazolidinediones) 계열의 약물은 인슐린감수성 개선제로서, Ⅱ형 당뇨병 치료에 사용되는데, 2006년도 임상 매출액이 모든 당뇨병 치료약물 가운데서 가장 많았다. PPARγ 유전자가 바로 티아졸리딘디온 계열 약물의 타깃이다. 과학자들이 작은 쥐로 실험한 결과 이 계열의 약물은 당뇨병을 치료하는 동시에 심혈관계통을 보호하는 작용이 있었다. 그러나 최근 임상에서 심장 부작용이 관찰되었는데, 이는 작은 쥐의 심혈관계통이 인간과 크게 차별화되기 때문이다.

이런 상황에서 과학자들은 인간과 더욱 근접한 대형 동물의 모델을 구축함으로써 당뇨병과 심혈관합병증을 연구하고자 하였다. 돼지 심혈관계통이 인관과 근접해서 가장 이상적인 동물모델이 될 수 있다고 판단한 중국과 미국의 과학자들이 공동연구를 통해 내인성 유전자를 제거한 돼지 모델을 구축함으로써 티아졸리딘디온 계열 약물의 심혈관 부작용을 시스템적으로 연구하고, 신형의 PPARγ 약물 개발에 필요한 새로운 연구플랫폼을 제공하였다.