DNA로 RNA 자른다…홍콩과기대, Cas12a 유전자 가위 재설계

홍콩과학기술대학교(HKUST) 연구팀이 DNA를 가이드로 사용해 RNA를 정밀하게 표적하고 절단하는 새로운 유전자 가위 기술을 개발했다.

생명공학 분야 국제학술지 '네이처 바이오테크놀로지'는 지난 18일(현지시간) 싱 이밍(Xing Yiming) 교수가 이끄는 HKUST 연구팀이 'Cas12a' 단백질을 성공적으로 개조해 이 같은 성과를 거뒀다고 밝혔다.

연구팀이 개발한 'DNA 유도 RNA 표적 Cas12a(DGR)' 시스템은 기존 크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위 기술의 패러다임을 바꾼 것으로 평가된다. 통상 Cas 단백질은 RNA를 가이드로 삼아 DNA나 RNA를 찾아가지만, 이번 기술은 DNA를 가이드로 RNA를 표적한다.

연구팀은 자연 상태에서 DNA를 표적하는 Cas12a 단백질을 변형시켜, 단일가닥 DNA(ssDNA)의 안내를 받아 특정 RNA 서열을 인식하고 자를 수 있도록 설계했다. RNA 가이드보다 저렴하고 안정성이 높은 DNA를 활용해 기술의 경제성과 안정성을 높였다.

특히 이 기술은 기존 RNA 표적 기술인 'Cas13' 계열의 한계를 극복했다는 점에서 주목받는다. DGR 시스템은 Cas13과 달리 표적 외 다른 RNA를 무차별적으로 분해하는 '부수적 절단' 활성이 없다. 또한 특정 염기서열(PFS/PSFS)이 필요 없어 표적 가능한 범위를 넓혔다.

연구팀은 이번 성과가 바이러스 감염, 암 등 다양한 질병에 대한 RNA 기반 진단 및 치료제 개발에 새로운 길을 열어줄 것으로 기대하고 있다.