유전자 가위 : 징크 핑거에서 크리스퍼 까지

1. 유전자 가위란?

게놈* 편집 기술을 말한다.

(* 게놈: 유전자 + 염색제의 합성어로 한 생물이 가지고 있는 모든 유전 정보를 의미함. 일반적으로 DNA를 지칭한다.)

유전자 탐색기와 유전자 가위로 구성되어 있는데, 다시 말해 유전자에서 특정 부분을 찾아서 그 부분을 자르는 기술이다.

 

2. 유전자 가위 발전 역사

A. 1세대 유전자 가위 : 징크 핑거 뉴클레아제

- 탐색기로 징크 핑거 단백질을 사용한다. 정확도가 낮고 제작하기 어렵다는 단점이 있다.

B. 2세대 유전자 가위 : 탈렌

- 비운의 유전자 가위이다. 크리스퍼의 등장으로 단기간만 각광을 받았다. 탐색기로 TAL리피트 단백질을 사용한다. 탐색기 제작이 어렵고 비용이 많이 들어가는 단점이 있다.

C. 3세대 유전자 가위: 크리스퍼

- 유전자 가위의 역사에 새로운 한 획을 그었다. (상대적으로 싸고 쉽게 제작 가능하다.)

DNA

3. 크리스퍼 유전자 가위

- 캐스9 이라는 크리스퍼 관련 단백질은 크리스퍼 RNA 서열과 일치하는 DNA서열을 자른다.

  즉, 크리스퍼 RNA는 어떤 DNA를 자를지 정해주는 가이드이다.

  그리고, 이 크리스퍼 RNA와 캐스9 단백질을 연결해서 작동하게 도와주는 도우미 RNA가 트레이서 RNA이다.

- 요약하면, 캐스9 단백질(효소)은 가이드(크리스퍼 RNA)와 도우미(트레이서 RNA)와 결합하여 유전자 가위로 작동한다.

- 크리스퍼-캐스9은 캐스9이 크리스퍼와 트레이서랑 결합하는 것이 아니라 복잡성을 줄이기 위해 캐스9이 하나의 크리스퍼 RNA와 결합하는 구조로 만들었다. (단순해야 유용성 측면에서 효과적이다.)

즉, 크리스퍼와 트레이서를 하나의 RNA로 결합하여 외가닥 가이드 RNA로 통합시킨 것이다.

- 탐색 기능이 강력하므로 가위 기능을 제거하고 가이드 기능만 작용하게 해서 특정 유전자 발현하는 것에만 영향력을 행사할 수도 있다. 유전자의 이상 발현으로 인한 많은 질병들이 있는데 이의 해결에 도움을 줄수 있는 것이다.

 

4. 크리스퍼 유전자 가위의 문제점

- 다른 세대의 유전자 가위에 비하여 너무 쉽고 간편하게 만들수 있다.

  이에 인간이 그동안 지구에 저질러온 그 어떠한 환경 변화보다 더 치명적인 영향을 행사할 수도 있다.

  예를 들어 특정 모기를 멸종시킬 수 있다. (유전적으로 산란이 불가능한 암컷 모기를 퍼트림.)

  또는 오랜기간에 걸쳐 진행된 진화의 방향을 유전자 변형으로 한순가에 다른 방향으로 단축시켜 발현시킬 수도 있다.

- 문제는 이러한 부분에 대해 아직 인류가 준비된 것이 없고 또한 최종 결과가 어떻게 될지 아무도 모른다는 것이다.

- 슈퍼베이비, 유전적으로 추정하여 특정 범죄 판단 (영화 마이너리티 리포트 처럼), 유전자 변형 군인 등 윤리적으로 문제가 될 수 있는 소지가 많다.

 

5. 해결방법 

- 과학 기술과 통신 기술이 발달함에 따라 과거 소수 과학자에 의해 진행되고 만들어졌던 과학 진보의 산물이 이제는 일반 대중에게 직접 영향력을 끼치는 시대가 되었다. 

- 파급력이 큰 과학기술에 대해 모든 사람이 공감할 수 있는 윤리적 가이드가 하루 속히 제정되어야 한다.