중국 연구원, 수백만 개의 DNA 세그먼트를 정밀하게 편집하는 도구 개발

중국과학원 유전학 및 발달생물학 연구소의 가오 차이샤 교수가 이끄는 연구팀은 수천에서 수백만 개의 염기쌍이 포함된 방대한 DNA를 편집하는 수십 년 동안의 난제를 성공적으로 해결했습니다.

크리스퍼(Crispr)와 같은 도구는 과거 유전자 편집에 혁명을 일으켰지만, 주로 개별 유전자나 몇 개의 염기쌍에만 적용되었습니다. 긴 DNA 구간을 정밀하게 변형하는 것은 여전히 어려운 과제입니다.

카오 타이 하 교수 연구팀의 연구는 과학 저널 Cell 에 게재되었으며, "프로그램 가능 염색체 공학"(PCE) 시스템을 소개했습니다. 이 기술은 매우 큰 DNA 조각의 정밀한 편집을 가능하게 하며, 특히 식물과 같은 고등 생물에 효과적입니다.

중국과학원(베이징 분원)에 따르면, PCE는 식물 육종, 농산물 특성 개선, 유전 질환 치료에 새로운 방향을 제시할 수 있습니다. 또한, 차세대 합성생물학의 유망한 플랫폼인 "인공 염색체"를 개발하는 데 중요한 발판이 될 것입니다.

우한 대학의 유전자 편집 전문가인 인하오 교수는 이를 "매우 중요한 발전"이라고 칭하며, 의학과 농업 분야 에서 혁명적인 혁신을 이룰 수 있는 토대를 마련할 수 있다고 말했습니다.

이 여정은 1980년대에 발견된 효소인 Cre-Lox에서 시작되었습니다. 이 효소는 대규모 DNA를 삽입, 역전 또는 교체하는 생물의학 분야에서 핵심적인 역할을 해왔습니다.

하지만 Cre-Lox에는 많은 한계가 있습니다. 편집할 DNA 세그먼트가 너무 길면 효율성이 급격히 떨어지고, 유전적 "흉터"를 남기기 쉽고, 변화가 역전되어 결과가 불안정해질 위험이 있습니다.

카오 타이 하 교수 연구팀은 이러한 약점을 극복하기 위해 전체 편집 전략을 재설계했습니다. 그 결과, PCE는 Cre-Lox보다 3.5배 높은 효율을 보이며, 유전적 "상처"를 완전히 제거하고 편집 역전 가능성을 최소화했습니다.

도안 하오 교수는 이를 큰 진전으로 여깁니다. 그는 과거에는 연구자들이 요건을 충족하는 시드를 선택하기 위해 최대 1,000개의 시드를 편집해야 했지만, 새로운 도구를 사용하면 그 수를 100개로 줄여 상당한 시간과 노력을 절약할 수 있다고 설명합니다.

도안 하오 교수는 "지난 40년 동안 효소가 성공적으로 변형되어 인기 있는 유전자 편집 도구가 될 수 있는 능력을 향상시킨 사례는 거의 드물고, 전례가 없는 일"이라고 말했습니다.

교수는 앞으로 PCE 시스템이 전 세계 실험실에서 널리 사용되는 Cre-Lox 도구를 대체하여 의학 연구와 농업 공학에 새로운 잠재력을 열어줄 수 있기를 기대했습니다.

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민하이

출처: https://tuoitre.vn/nhom-nghien-cuu-trung-quoc-tao-cong-cu-chinh-sua-chinh-xac-hang-trieu-doan-adn-20250811145220972.htm