中 연구진, 차세대 유전자 편집 효율 123배 높인 'npegRNA' 개발

중국 연구진이 차세대 정밀 유전자 편집 기술인 '프라임 에디팅'의 효율을 획기적으로 높인 새로운 가이드 RNA를 개발해 치료제 적용 가능성을 넓혔다.

9일 중국 바이오 전문매체 바이오온 등에 따르면 시후대학교 송춘칭 교수 연구팀은 이같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'에 지난 7일(현지시간) 게재했다.

프라임 에디팅(PE)은 DNA 이중나선 절단 없이 염기 교체, 삽입, 삭제가 가능해 안전성이 높은 차세대 유전자 편집 기술로 꼽힌다. 하지만 편집 효율이 낮고, 특히 치료용으로 선호되는 리보핵단백질(RNP) 전달 방식에서 효율이 더 떨어져 임상 적용에 한계가 있었다.

연구팀은 기존 'pegRNA'의 한계를 극복하기 위해 '비정규 pegRNA'(npegRNA, non-canonical pegRNA)를 새롭게 설계했다. npegRNA는 기존 pegRNA와 달리 유전자 편집에 필요한 역전사 주형(RTT-PBS)을 가이드 RNA(sgRNA) 고리 구조 안으로 통합시킨 것이 특징이다.

이 구조적 변화를 통해 npegRNA는 세포 내 효소에 의한 분해에 더 강한 저항성을 갖게 됐다. 그 결과 프라임 에디팅 복합체가 표적 DNA를 찾아가는 효율이 크게 향상됐다고 연구팀은 설명했다.

실제로 RNP 전달 방식으로 실험한 결과, npegRNA의 유전자 편집 효율은 기존 pegRNA 대비 평균 26.8배, 이전에 효율을 개선한 'epegRNA'보다도 5.9배 높았다.

특히 인간 T세포(Jurkat)와 유도만능줄기세포(iPSC) 등에서 질병 관련 돌연변이를 만드는 효율은 최대 123배까지 증가했다. 또한 티로신혈증 질환 쥐 모델에서 유전자를 교정하는 치료 효과도 개선된 것으로 나타났다.

연구팀은 "이번 연구는 프라임 에디팅의 치료적 적용을 위한 강력한 전략을 제시한다"며 "npegRNA가 유전자 편집 치료제 개발의 잠재력을 한층 높일 것"이라고 밝혔다.