선천성 망막질환 치료 가능할까···'유전자가위' 기술로 더 가까이

[이데일리 강민구 기자] 한국인 연구자들을 중심으로 구성된 미국 대학 연구진이 올해 노벨화학상을 받은 크리스퍼 유전자가위 기반 기술을 사용해 선천성 망막질환을 치료할 가능성을 제시했다.

크리츠토프 팔체프스키(Krzysztof Palczewski) 미국 어바인 캘리포니아대 가빈허버트안과연구소 교수 연구팀은 최근 실험을 통해 선천성 망막질환을 앓고 있는 성인 생쥐의 시력을 거의 정상시력으로 회복시켰다.

연구팀은 DNA의 단일 염기를 교정하는 유전자가위 기술을 이용해 선천성 망막질환중 ‘레베르 선천성 흑암시’를 유발하는 유전자 교정의 효율성과 시력 회복을 극대화했다. 연구에는 최형국, 서수지 연구원 등 한인 과학자들이 공동1저자로 참여하며 핵심 역할을 수행했다.

레베르 선천성 흑암시는 흑내장이라고도 불리는 유전성 망막 이상증 중 하나이다. 출생하거나 출생 직후 매우 약한 시력을 갖거나 시각장애를 갖고 태어나는 것을 뜻한다. ‘RPE65’라는 유전자 이상으로 발생하며 원시, 근시, 눈비빔 현상, 사시, 안검하수, 백내장, 원추각막, 소안구증 등의 증상도 유발한다. 커튼이 위에서 내려오는 듯한 시력장애가 발생하며 시력이 감소하다 10~20대에 실명에 이른다. 하지만 이러한 희귀질환을 치료할 방법이 없었다.

올해 노벨화학상을 수상한 연구인 크리스퍼 유전자가위 기술은 이러한 선천성 유전질환을 치료할 가능성을 제시하고 있지만 실제 임상적용과 치료에는 한계점이 존재했다. 최형국 연구원은 “선천성 망막질환을 고치기 위해 다수 논문들이 크리스퍼 유전자가위를 사용해 동물에서 유전자 변형 가능성을 보였지만 정밀성이 떨어지고, 원하지 않는 위치에 유전자 변형이 발생할 수 있다는 점에서 사람에게 기술을 적용하는데 한계가 있었다”며 “기존 크리스퍼 유전자가위는 돌연변이를 1~5%밖에 고칠 수 없어 큰 효과를 기대하기도 어려웠다”며 연구의 필요성을 설명했다.

이에 연구팀은 유전자 분야 세계적 석학인 데이비드 리우 MIT 교수팀과 협력해 염기 교정 유전자가위 기술인 사이토사인·아데닌 기반 ‘베이스 편집(Base editing)’을 적용했다. 데이비드 교수가 지난해 제시한 3.5세대 유전자가위 기술로 DNA 이중 가닥을 잘라 교정하지 않고 단일 염기를 바꿀 수 있다. 연구팀이 레베르 선천성 흑암시에 걸린 생쥐를 대상으로 실험한 결과, RPE65 유전자를 최대 29%의 효율로 교정하고, 부작용도 최소화했다.

최 연구원은 “베이스 편집‘ 기술을 개발한 데이비드 리우 MIT 교수와 협력해 기존 크리스퍼 문제점을 보완했다”며 “앞으로 크리스퍼 기술을 의료기술로 쓸 수 있는 가능성을 보여준 것에 의미가 있다”고 했다.

연구결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 온라인판에 게재됐다.

유전자가위기술은 올해 노벨화학상 대상 연구로도 주목 받았다.(자료=스웨덴 왕립과학원)