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세상이 주목하는 바이오기술

유전자가위기술(GENE EDITING)




바이오 WIKI는 최근 바이오산업의 이슈나 <바이오세이프티> 웹진의 핵심 기사를 이해하는 데 도움을 줄 수 있는 사전 풀이형 정리 기사입니다. 이번호는 바이오산업의 이해에 도움이 되는 유전자가위*에 대해 알아보겠습니다.

 *Gene Editing이라는 용어는 국내에서는 ‘유전자가위기술’을 공식 표준용어로 규정(2015년 과기정통부 기술영향평가) 한 바 있으나, 현재는 유전자교정, 유전자편집 등으로도 널리 쓰이고 있습니다.

유전자가위기술은 외부 유전자의 도입 없이 새로운 형질을 개발하는 기술을 의미한다. 생물의 특정 유전자에 의도한 변화를 일으키는 것으로, 타겟으로 지정한 유전자의 제거나 변형(염기치환)을 통해 생물학적 변화를 꾀할 수 있다. 생물이 지니는 유전자의 염기서열을 인식해 변화시키는 유전자가위기술은 현재 농수축산물의 품종 개량이나 유전병 및 난치질환 치료제 개발에 큰 역할을 하고 있다. 무엇보다 일반적으로 외부의 유전자를 새로 삽입하는 형태가 아니라는 점에서 GMO와 차이를 갖기도 한다.

발전하고 있는 유전자가위기술

유전자가위기술은 단백질 의존 DNA를 절단하는 기술 ZFN(Zinc Finger Nuclease), TALEN(Transcription Activator-Like Effector Nuclease)과 RNA 의존 DNA를 절단하는CRISPR 등으로 나눌 수 있다. 통상 ZFN은 1세대, TALEN은 2세대, CRISPR는 3세대로 분류하는데 대표적인 차이점은 교정 가능 유전자의 선정(인식 범위)과 제작 절차, 비용 등을 들 수 있다. 특히 3세대인 CRISPR는 앞선 1, 2세대보다 특정 유전자를 대상화 하는 능력(SDN, Site Directed Nucleases)이 향상됐고 교정에 필요한 가이드 RNA(표적 인식을 유도하는 역할)의 제작도 용이해 높은 효율성을 자랑한다. 무엇보다 두 개발자 에마뉴엘 샤르팡티에(Emmanuelle Charpentier)와 제니퍼 A. 다우드나(Jennifer A. Doudna)가 3세대 CRISPR를 통해 2020년 노벨화학상을 수상하면서 세계적인 관심과 함께 큰 유명세를 타기도 했다.


유전자가위기술의 결과물

유전자가위기술은 다양한 분야에 걸쳐 결과물을 쏟아내고 있다. 가장 대표적인 분야가 식량산업이다. 세계 여러 나라가 작물 분야의 관련 규제를 정리하면서 유전자가위 기술을 활용한 작물 개발에 힘쓰고 있다. 벼, 옥수수, 감자, 대두 등 다양한 작물이 유전자가위 기술로 형질 개선된 품종이 개발됐고, 영국과 일본은 유전자가위 작물의 시중 판매를 시작하기도 했다. 혈압 상승을 막는 '가바(GABA)' 성분이 일반의 것보다 4~5배 많이 함유된 방울토마토나 살코기가 증가한 고등어 등 관련 소식이 심심치 않게 국내에도 보도되는 중이다. 우리나라 역시 유전자가위 기술 연구가 진행 중이이며 배추, 브로콜리, 토마토, 콩 등의 개발에도 성공했다. 단, 우리나라의 경우 유전자가위 작물의 연구는 가능하지만 아직까지 상업화는 기존 유전자변형생물체법에 따라 위해성심사 등의 절차를 거쳐야 한다.


유전자가위기술은 유전병 및 난치병 치료에도 큰 기대를 받고 있다. 환자의 몸에서 문제가 되는 유전자를 채취, 이를 교정한 뒤 다시 주입하는 맞춤형 치료는 일반적인 치료제보다 효과가 높을 것으로 기대된다. 물론 이에 따른 안전성에 대한 우려가 완전히 지워진 것은 아니지만 그동안 치료가 어려울 것으로 여겨졌던 난치병 환자들에게 기쁜 소식인 것은 틀림 없다. 


현재 국내 관심은 GMO와의 구분 여부 

국내 유전자가위기술의 화두는 규제이다. 현재 추진 중인 유전자변형생물체(LMO)법 개정안과 관련하여 유전자가위기술 적용 산물 규제와 관련된 내용에 대해 의견이 엇갈린다. '외래유전자가 도입되지 아니하였거나 남아있지 아니하여 전통육종이나 자연적 돌연변이 수준의 안전성이 확보된 신규 유전자변형생물체의 위해성심사 등의 면제'가 개정안의 주요 내용 중 하나로 연구 활동의 자유도를 높여 바이오산업의 발전과 연구 혁신을 가능하게 할 수 있다는 점과 안전성 평가와 윤리 충족이 바탕돼야 하며 예상치 못한 위험도 고려해야 한다는 의견이 대립 중이다. 유전자가위기술이 바이오산업의 핵심 기술로 부상한 만큼 규제 개선에 대한 현명한 합의가 필요한 시점이다.



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