CRISPR 판도 바꿀 'DNA 가이드'…RNA 표적 치료 새 길

미국 연구진이 기존 크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위 기술의 틀을 깨고 DNA를 가이드로 사용해 RNA를 표적·제어하는 새로운 기술을 개발했다.

18일(현지시간) 중국 바이오 전문매체 바이오온에 따르면, 미국 캘리포니아 샌디에이고 대학(UCSD) 진 여(Gene Yeo) 교수 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)'에 발표했다.

연구팀이 개발한 'ΨDNA(포스포로티오에이트 DNA)' 시스템은 DNA 가이드와 RNA 분해 효소인 'Cas13d'를 결합한 것이다. 기존 크리스퍼 기술이 가이드 RNA(gRNA)를 이용해 DNA를 표적하는 것과 달리, DNA를 가이드로 삼아 RNA를 직접 공략하는 역발상적 접근이다.

연구팀에 따르면 DNA 가이드는 RNA 가이드보다 화학적으로 훨씬 안정적이며, 합성 비용이 저렴하고 제조가 용이하다. 이는 RNA 표적 치료제 개발의 확장성과 경제성을 높일 수 있는 핵심 장점으로 꼽힌다.

연구팀은 인간 세포에서 ΨDNA 시스템을 이용해 특정 메신저RNA(mRNA)와 긴 비암호화 RNA(lncRNA)를 효과적으로 분해하는 데 성공했다. 이를 통해 유전자 발현을 정밀하게 조절할 수 있음을 입증했다.

특히 이 기술은 근위축성측삭경화증(ALS) 및 전두측두엽치매(FTD)의 원인이 되는 독성 RNA 반복 서열을 표적하는 데 뛰어난 효과를 보였다. 관련 질환 동물 모델에 ΨDNA 시스템을 단회 투여한 결과, 독성 RNA가 감소하고 행동학적 증상이 개선되는 것을 확인했다.

이번 연구는 RNA를 표적으로 하는 유전자 편집 분야의 새로운 지평을 연 것으로 평가된다. 안정성과 비용 효율성을 갖춘 ΨDNA 기술이 향후 다양한 유전 질환에 대한 새로운 치료 전략으로 부상할지 주목된다.