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유전자 가위, 생명을 가위로 자른다고?

유전자 가위기술

유전자 가위 기술은 유전자의 정확한 위치를 잘라낸 후 재조합을 통해 새로운 유전정보를 만들어내는 방법 / 이미지 출처 : By B4fa.org-CC-BY-NC-ND-2.0(Flickr)


- 유전자 가위 기술이란?

최근 연달아 이슈가 된 유전자 가위 기술은 특정한 유전자의 정확한 위치를 찾아 잘라낸 후 재조합을 통해 새로운 유전정보를 만들어 내는 방법이라 붙은 이름인데, 특정 유전자의 염기서열을 찾아서 그 위치를 절단하고 무기력화 하는데 쓰이는 도구를 말한다. 실제로는 가위 같은 도구를 이용해 생명을 싹둑싹둑 잘라내고 재단하는 기술은 아니다.

요즘 연구되는 방법은 3세대 기술로 크리스퍼(CRISPR, Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)라는 이름이 붙었는데, DNA의 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 DNA를 절단하는 제한효소를 말한다. 마치 가위처럼 특수한 단백질 효소로 상대 유전자와 결합해서 특정 염기서열을 가위처럼 정교하게 잘라낼 수 있다. 1, 2세대인 징크 핑거, 탈렌 기술에 비해 더 정확하게 원하는 부위만을 효율적으로 잘라낼 수 있게 됐다.

이렇게 특정 위치가 잘린 유전자는 재조합이나 복구, 변형을 통해 새롭게 구성된 유전정보는 세포 분열시 똑같이 복제돼 특정한 형질이 자손에게 그대로 유전된다. 보통 교배 방식으로 원하는 품질을 만들려면 여러 세대를 거쳐야 하지만 유전자 교정 기술은 그 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.

내셔널지오그래픽

2016년 내셔널지오그래픽은 크리스퍼 유전자 가위 기술을 ‘DNA 혁명’이라며 표지에 싣기도 했다. / 이미지 출처 : National Geographic

 

 

- 슈퍼돼지, 영화 속 옥자는 가능한가?

봉준호 감독의 영화 ‘옥자’의 슈퍼돼지 ‘옥자’는 강원도 산골 소녀 ‘미자’에게 10년 간 함께 자란 둘도 없는 친구이자 소중한 가족이다. 어느 날 글로벌 기업 ‘미란도’가 옥자를 뉴욕으로 끌고 가 극비리에 옥자를 활용한 ‘슈퍼돼지 프로젝트’를 추진하려 하고 미자는 할아버지의 만류에도 옥자를 구하기 위한 위험천만한 여정에 나서는 내용이다. 여기에 등장하는 ‘슈퍼돼지 프로젝트’는 똑같지는 않지만 현실에 존재하는 이야기다.

옥자

영화 ‘옥자’의 포스터 / 이미지 출처 : NETFLIX


1997년에 생체에서 근육의 성장을 억제하는 유전자 MSTN(마이오스타틴)이 알려졌다. 이 유전자는 근육세포가 어느 정도 발달하고 나면 더 이상 증식과 분할을 할 수 없도록 하는데, 2005년에 한국 유전체 교정연구단과 중국 연변대학 공동연구팀이 근육에서 마이오스타틴 유전자를 제거해 만들어 낸 슈퍼 근육돼지는 보통의 축산돼지보다 근육량이 20% 가량 많아졌다.

2016년 집계된 중국의 인구는 13억 7천만 명, 중국인들의 식탁에 오르는 육류의 80%는 돼지고기로 세계 돼지고기 소비량의 절반을 중국인들이 소비한다. 한중 연구팀의 슈퍼 근육돼지가 그 수요를 충족시키는데 도움이 될 것이다.


 

- 바나나의 멸종을 막고, 말라리아모기는 박멸하고?

바나나가 곰팡이 전염병으로 멸종될 수도 있다는 소식을 따끈따끈 과학에서도 다룬 적이 있다. 이 바나나 전염병을 막기 위한 유전자 교정 연구가 시작된다는 소식이다. 성공하면 곰팡이균 전염병의 확산을 막아 바나나의 멸종을 막을 수 있다.

또 말라리아를 옮기는 모기 등 인간에게 해로운 생물이 더는 번식하지 못하도록 유전자를 변형하는 기술이나 광우병을 유발하는 주요 원인인 프라이온 단백질 유전자를 제거하는 기술도 연구 중이다. 인류의 난치병 등 질병 치료에도 적용이 가능하다. 또 멸종 위기에 놓였거나 이미 멸종된 생물을 복원하는데 유전자 가위 기술을 이용한 연구가 진행되고 있다.

유전자 가위 기술은 이미 성공적인 연구 사례가 많고, 또 이를 활용한 다양한 연구들이 진행 중인데, 장기이식 기술과 난치성 질환 치료에 획기적인 교두보를 마련했다는 평가를 받고 있다.

 


[관련 내용 더 찾아보기]

- <바나나 전염병, 정말 바나나가 멸종될까요?>, 따끈따끈 과학, 2014년 7월 15일자

lg-sl.net/product/scilab/sciencestorylist/HHSC/readSciencestoryList.mvc?sciencestoryListId=HHSC2014070002

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