염기를 하나씩 편집하는 유전자 가위 ‘베이스 에디터’의 성능을 향
상시킬 연구 결과가 나왔다.

미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리) 연구진은 베이스 에디터의 3D 지도를 세계
최초로 제작해 국제학술지 ‘사이언스’ 31일자에 발표했다.

연구진은 초저온전자현미경(Cryo-EM) 기술로 베이스 에디터를 면밀히 관찰했다
. 초저온전자현미경은 2020년 10대 바이오미래유망기술로도 꼽힌 최신 기술이다
. 베이스 에디터는 2016년 데이비드 리우 미국 브로드연구소 박사팀이 개발한
3.5세대 유전자 가위로, 염기 ‘한 개’를 바꿀 수 있어 큰 주목을
받았다. 예를 들어 시티딘(C)을 티민(T)으로 바꾸는 식이다. 유전 질병의 60%
가량을 치료할 수 있는 데다 교정 시간이 15분 이내로 무척 빨라 유용하다.

하지만 염기 하나하나를 교정할 만큼 정밀하지만 표적하는 염기 이외의 염기도
교정한다는 단점이 있었다. 베이스 에디터는 표적 유전자를 찾는 카스9 단백질
, 시티딘을 티민으로 바꾸기 위해 필요한 탈아미노 효소 등으로 이뤄져 있다.
UC버클리 연구진은 3D로 베이스 에디터를 분석한 결과 탈아미노 효소가 계속 활
성화 상태로 있어 카스9 단백질이 표적 유전자를 찾기도 전에 여러 염기들을 바
꾸기 때문이라는 것을 발견했다.

아드론 라피나트 UC버클리 연구원은 “베이스 에디터의 정확도를 높이기
위해서는 효소의 활성화 자리(catalytic site)가 카스9 단백질의 일부가 될 수
있는 방법을 찾아야 한다”며 “이번 연구로 베이스 에디터의 정확
도를 높일 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.

이번 연구에는 유전자 가위의 대가인 데이비드 리우 박사와 제니퍼 다우드나 U
C버클리 교수 등이 참여했다. 리우 박사는 2019년 DNA의 이중 가닥 중 한쪽 가
닥만을 자른 뒤 원하는 염기서열을 넣는 4세대 유전자 가위 기술인 '프라임
에디터'를 국제학술지 '네이처'에 발표한 바 있다.

최지원 기자 jwchoi@hankyung.com


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