中·美 연구진, 유전자 가위로 대형 DNA '흉터 없이' 정밀 삽입

중국과 미국 연구진이 유전자 가위로 최대 1만2500염기쌍에 달하는 대형 DNA 조각을 흉터 없이 정밀하게 삽입하는 기술을 개발했다.

8월28일(현지시간) 국제학술지 네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)에 따르면 푸단대학 왕링보 교수와 미국 브로드연구소 장펑 교수 공동 연구팀은 '공여체 상보적 프라임 편집'(DoPE) 기법을 발표했다.

DoPE는 3′ 돌출 말단을 지닌 이중가닥 DNA 공여체와 이에 상보적인 한 쌍의 프라임 편집 가이드 RNA, 그리고 PE2* 프라임 편집기를 결합해 최대 12.5킬로베이스(kb)의 DNA 서열을 정확히 끼워 넣는다.

기존 유전자 삽입 기술은 이중가닥 절단(DSB)을 일으켜 염색체 재배열이나 DNA 손상 반응을 유발하거나, 여러 단계 편집이 필요해 효율이 낮았다.

연구팀은 이 방법이 재조합효소나 트랜스포존 없이도 한 단계로 대형 DNA를 정밀 삽입할 수 있다고 설명했다.

연구팀은 합성 단일가닥 올리고뉴클레오티드로 만든 공여체 풀을 활용해 표적 EGFP 부위에서 아미노산·뉴클레오티드 수준의 포화 돌연변이 유도를 입증했다.

또한 PRKCSH 유전자의 돌연변이 엑손을 교체해 서로 다른 대립유전자를 통일적으로 교정하는 방법도 제시했다.

이 기술은 짧은 조각부터 10kb를 넘는 대형 삽입까지 지원하며, 단일 표적 부위에 여러 DNA 서열을 다양하게 삽입할 수 있어 유전자 스크리닝에도 활용 가능하다.

연구팀은 DoPE가 유전자 크기의 DNA 조각을 정밀 삽입해야 하는 다양한 응용 분야에서 기존 PASSIGE·eePASSIGE·PASTE 기술의 대안이 될 수 있다고 밝혔다.