[주목! e기술] 감염병 진단 미래 ‘크리스퍼 유전자가위’

[이데일리 송영두 기자] 현재 감염병 진단의 표준으로 알려진 핵산 기반 진단테스트가 향후 미래에는 크리스퍼 유전자가위 기반 기술로 보편화될 것이란 전망이 나온다.

생명공학정책연구센터는 ‘크리스퍼 유전자가위 기반의 다양한 진단기술’ 리포트를 통해 감염병 진단을 위해 연구실 외 가정, 진료소 등 다양한 환경에서 사용 가능한 크리스퍼 진단기술에 대한 연구개발이 활발한 추세라고 했다. 특히 미래에는 가정 및 진료소에서 크리스퍼 기반 질병 진단이 보편화 될 것으로 전망했다.

크리스퍼 기반 질병 진단 연구 필요성이 제기되고 있는데, 그 이유는 코로나19 바이러스 등 감염병 진단을 위해 기존 핵산 기반 테스트 보다 사용 범위가 확장될 수 있기 때문이다.

최근에도 핵산 기반 테스트는 병원성 감염을 포함한 많은 질병의 민감한 검출을 위한 최적의 표준으로 인식되고 있다. 정량적 중합체 연쇄반응(qPCR) 기법은 특정 질환을 명확하게 특정할 수 있는 소수의 DNA 또는 RNA 분자만 검출하는 능력으로 널리 채택되고 있으나, 기술의 복잡성으로 인해 실험실 내로 제한하는 한계점이 있다.

따라서 보다 경제적이면서도 확장이 가능하고 쉽게 실현할 수 있는 진보된 진단 기술 개발 및 보급의 필요성이 강조되고 있다. 감염병 확산을 막기 위해서는 임상 실험실이 아닌 현장에서 신속하 진단을 내릴 수 있는 진단기술의 개발이 중요하다.

(자료=생명공학정책연구센터)

최근에는 다양한 환경에서 적용 가능한 크리스퍼 기반 진단제품이 미국 식품의약국(FDA)에 의해 승인됐다. 설록 바이오사이언스와 맘모스 바이오사이언스 등 2개의 바이오벤처가 크리스퍼 기반 진단제품을 개발했다. 설록은 미국 캠브리지, MIT, 하버드 Feng Zhang 그룹 기술 기반 스핀오프 기업이며, 맘모스는 미국 샌프란시스코, UC 버클리 제니퍼 Doudna 그룹 기술 기반 스핀오프 기업이다.

맘모스 바이오사이언스는 크리스퍼 캐스12(Cas12) 효소를 활용해 RNA(gRNA) 복합체가 코로나19 바이러스 RNA 염기서열을 인식하면, 캐스12가 활성화 돼 표지 RNA를 무제한 절단하고, 절단돼 나온 형광 표지자를 종이 스틱으로 검출하는 방식이다. 설록 바이오사이언스는 캐스13(CAS13) 효소를 활용하지만, 그 외 원리는 맘모스 기술과 유사하다.

국내에서는 글로벌 유전자 가위기업으로 평가받고 있는 툴젠이 지난 2017년 분자진단에 적용할 수 있는 크리스퍼 유전자가위 기술 특허를 등록했으며, 최근에는 분자진단 전문기업 바이오니아(064550)와 크리스퍼 유전자가위 기술이전 계약을 체결했다. 또한 지플러스생명과학은 캐스12를 통해 활발한 사업화를 하고 있고, 엔세이지는 국내에서 세 번째로 크리스퍼 캐스12a를 통해 코로나19 등 진단키트 개발에 나서고 있다.

리포트는 미래에 가정 또는 진료소에서 크리스퍼 기반 진단제품이 보편적으로 사용되기 위해서는 “값비싼 장비없이 상온에서 실행될 수 있도록 그 반응과 과정을 단순화 하는 것이 중요하다”며 “크리스퍼 기술 기반으로 단일 단계 단순화, 휴대 가능한 장치, 여러 병원체를 동시 감지하는 등 현장 진단에 활용 가능한 다양한 기술이 개발 중”이라고 설명했다.