생명/의료

표적이탈 활성이 제거된 차세대 단일염기 편집 도구 개발

발행일 : 2019 / 06 / 14

최근, 중국과학원 뇌과학·지능기술탁월혁신센터 양후이(楊輝) 연구팀은 최초로 BE3, BE3-hA3A 및 ABE7.10 등 많은 단일염기 편집 기술에 모두 대량의 RNA 표적이탈 “결함”이 존재하며 그중 ABE7.10은 대량의 암유전자 및 암억제유전자 돌연변이를 유발함으로써 비교적 강한 암유발 위험성이 있음을 입증했다. 해당 연구는 점돌연변이 방식으로 3가지 단일염기 편집 도구에 대한 돌연변이 최적화를 통하여 RNA 표적이탈 활성을 완전히 제거함으로써 최초로 3가지 고정밀도 단일염기 편집 도구를 획득했다. 이는 임상치료에서 단일염기 편집 기술의 이용에 중요한 기반을 제공했다. 해당 연구성과는 “Nature”에 게재됐다.

2019년 3월, “Science”는 단일염기 편집 기술 BE3에 전체 게놈 범위에서 표적이탈이 존재함을 보고했다. 양후이 연구팀은 해당 연구에 관심을 가졌으며 과학계는 “유전자 편집 기술에 안전 위험성이 존재한다.”고 주장했다. 연구팀은 이번 연구를 통하여 해당 유전자 편집 기술의 “결함”을 수복함과 아울러 더욱 안전한 차세대 유전자 편집 기술을 개발할 전망이다.

단일염기 편집 기술로 고정밀 표적 치료를 달성할 수 있기에 희귀질환 유전자 치료의 가장 유용한 도구이다. 기존의 연구에서 유전자 편집 도구의 표적이탈 검출을 DNA 수준에 초점을 맞추었다. 이번 연구에서 연구팀은 DNA 편집 도구 표적이탈 검출 범위를 최초로 RNA 수준으로 확장시켰다.

표적이탈 문제의 발견 및 해석은 차세대 유전자 편집 기술 개발에 기반을 마련했다. 더욱 정밀한 단일염기 편집 도구를 획득하기 위해 연구팀은 단일염기 편집 사이토신데아미나제(Cytosine deaminase) 및 아데닌 데아미나아제(Adenine deaminase)에 대한 돌연변이 최적화를 각각 수행하여 최종적으로 RNA 표적이탈을 완전히 제거함과 아울러 DNA 편집 활성을 유지할 수 있는 고정밀 단일염기 편집 도구를 획득했다.