<고장 난 유전자를 정상으로>
**유전자를 교정한다는 것, 즉 DNA 염기서열을 조작한다는 것은 얼마 전까지만 해도 사실상 불가능했다. 30억 개로 이뤄진 인간의 DNA 염기 가운데 특정 염기 하나하나를 조작한다는 것이 기술적으로 한계가 있었기 때문이다. 하지만 최근 바이오 분야의 기술이 획기적으로 발전하면서 이전에는 불가능하다고 생각됐던 유전자 교정이 가능하게 되었다.
이와 관련한 몇 가지 중요한 기술이 있는데,
*** 첫 번째 방법은 결함이 있는 유전자를 잘라내고 그 자리에 정상 유전자를 넣어주는 일명 ‘유전자 교정gene editing‘ 기술이다. 이 기술은 유전자를 잘라내 교정한다는 점에서 ‘유전자 가위genetic scissors‘라고도 부른다.
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국내 연구진은 ‘역분화 줄기세포induced Pluripotent Stem cell, iPS cell‘
를 이용해 혈우병 유전자를 교정하는 연구를 진행하고 있다.
역분화 줄기세포에 대해서는 뒤에서 조금 더 자세히 다룰 테지만, 대략적 이로 이 연구의 내용은 이렇다. 우선 환자의 몸에서 ***피부세포를 체취한뒤 이 피부세포를 **줄기세포로 전환한다. 이렇게 만들어 낸 줄기세포를 **역분화 줄기세포 또는 **유도만능 줄기세포‘라고 부른다.
이렇게 만들어진 역분화 줄기세포에시 혈우병 유전자를 **유전자 가위를 이용해 정상으로 교정한다. 이렇게 고장 난 유전자를 정상으로 교정한 역분화 줄기세포를 **다시 혈액세포로 분화시킨다. 그러면 이 혈액세포의돌연변이 유전자가 정상으로 교정되어, 정상적인 응고인자를 만들어내는 것이다.
유전자 가위를 활용해 유전병을 치료하는 **또 다른 흥미로운 방법은 ‘프로모터promotor‘를 활용하는 전략이다.
미국의 유전자 가위 전문 업체 상가모 Sangamo는 간세포에서 응고인자를 만드는 방법을 고안했다. 간에는 ‘알부민albumin‘ 이라는 단백질이 다량으로 존재하는데, 알부민 유전자가 간세포에서 단백질로 발현이 잘 일어나기 때문이다.
모든 유전자에는 단백질을 암호화하는 부위가 있고, 단백질이만들어지는 정도, 즉 유전자 발현을 조질하는 부위가 있다. 유전자 리현을 조절하는 부위를 ‘프로모터‘라고 부르는데, 명칭에서 알 수 있지이 단백질이 잘 만들어지도록 프로모션‘ 한다는 뜻이다.
상가모의 전략은 알부민 유전자 프로모터 바로 뒤에 알부민 유전자를 제거하고, 대신 그 자리에 정상 응고인자 유전자를 끼워 넣는 것이다.
이렇게 되면 간세포에서 알부민 단백질이 아닌 응고인자 단백질이 다량으로 만들어진다. 혹시 이런 걱정을 제기할 수도 있다. ‘간세포에서 알부민 유전자를 제거하면 알부민이 우리 몸에서 만들어지지 않아 몸에 해로운 영향을 끼치는 것은 아닐까?‘ 하는 우려다.
그러나 간세포에서 알부민 단백질이 만들어지지 않더라도 우리 몸의 다른 세포에서 알부민 단백질이 만들어지지 떄문에 이런 것은 전혀 문제가 되지 않는다.
방법은 다르지만, 국내 연구진이나 상가모의 목표는 똑같다. 모두 인체 내에서 응고인자를 생산하는 세포를 유전자 가위를 이용해서 만들어 내는 것이다. 이렇게 되면 혈우병 환자는 몸속에서 자체적으로 응고인자가 만들어지기 때문에 별도의 응고인자를 투여 받지 않아도 된다.
또 병의 원인이 되는 유전자를 사실상 근본적으로 고친 것이기 떄문에 완치로 볼 수도 있다. 한 번 교정된 유전자는 평생 우리 몸에 존재하기 때문에 치료 효과도 영구적이다 혈우병을 한 예로 들었지만, 사실상 이 방법은 다른 유전병에도 같은 방식으로 적용될 수 있다. 이것이 유전자 가위 치료를 ‘꿈의 치료‘라 부르는 이유다.
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