복잡한 구조적 변이의 교정 및 질병 모델링 

주요 저널에 연달아 게재

 

김동욱 교수

 

김동욱 교수 연구팀(의대 생리학 교실, 줄기세포반 신약개발연구단장)이 크리스퍼/캐스 9(CRISPR/Cas9)과 같은 유전자 가위를 이용하여 환자 유래 유도만능줄기세포(역분화줄기세포/iPS 세포)에서 복잡한 유전체의 변이 교정 및 질병 모델링에

대한 전략 및 방법을 네이쳐 자매지인 ‘네이쳐 프로토콜(Nature Protocols)’과 셀 자매지인 ‘트렌드 인 바이오테크놀로지(Trends in Biotechnology)’에 연달아 보고했다.

 

유전체의 구조적 변이(Structural Variations)는 혈우병, 암, Fragile X 증후군과 같은 유전질환을 일으킨다. 이러한 질병에서 유전자 변이는 보통의 단순 변이(Point mutation)보다 아주 복잡한 염색체의 구조적 변이를 수반하는 경우가 많다.

 

 

김 교수팀(제1저자 박철용 박사, 성진재 박사과정 학생)은 최근 크리스퍼 같은 유전자 가위를 이용하여 환자 유래 줄기세포에서 염색체 역위(Inversion), 염색체 전좌(Translocation), 반복염기서열의 과다증폭(Short nucleotide repeat expansion)등 구조적 변이를 어떻게 교정하고, 또 어떻게 만들 수 있는지(질병 모델링) 그 전략 및 방법에 대해 보고했다.

 

환자 유래 유도만능줄기세포에서 변이 유전자를 교정하면 그 교정된 줄기세포를 다시 그 환자에게 맞춤형 세포치료제(유전자 및 세포치료제)로 사용할 수 있다. 그동안 김 교수팀은 이러한 환자유래 줄기세포에서 유전자 가위로 변이를 교정하고 교정된 유전자가 정상 작동하는 것을 ‘셀 스템셀(Cell Stem Cell)’, ‘셀 리포트(Cell Reports)’, ‘미국립과학원회보(PNAS)’ 등 저널에 보고해 왔다. 또한 미국혈우재단, 한국줄기세포학회 등에 초청돼 강연해 왔다.

 

김 교수는 “이러한 구조적 변이는 생물체 진화에 있어 유전체의 다양성을 증가시키는 기능을 하지만, 경우에 따라 인간에게 혈우병, 헌팅톤병, 암, 헌터 신드롬과 같은 유전질환을 일으키기도 한다.”며, “최근 크리스퍼 같은 맞춤형 유전자 가위 기술의 발전은 이러한 유전체의 구조적 변이를 교정하고, 또한 질병 모델을 만들어 질병 연구 및 신약 개발 연구에 크게 기여하고 있다.”고 말했다.