크리스퍼-캐스12a 이용해 HIV-1, B형간염바이러스 검출 성공

유전자 가위는 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 DNA를 잘라내는 기술로 인간 세포와 동식물 세포의 유전자를 교정하는데 사용된다. 2020년 노벨화학상은 ‘3세대 유전자 가위’인 크리스퍼 유전자 가위를 개발한 두 명의 여성 과학자에게 돌아가기도 했다. 국내 연구진이 유전자 가위를 질병을 진단해 내는 방법을 개발해 주목받았다.

카이스트 생명화학공학과 연구진은 유전자 가위 ‘크리스퍼-캐스12a’를 이용해 RNA 분해효소를 신속하고 정확하게 검출해 내는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 영국 왕립화학회에서 발행하는 화학 분야 국제학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션즈’에 실렸다.

RNA 분해효소 중 하나인 ‘RNA가수분해효소 H’는 에이즈 원인 바이러스인 HIV-1, B형 간염 바이러스를 비롯한 역전사 바이러스 증식에 관여하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 RNA가수분해효소 H는 항바이러스제 개발에 있어서도 중요한 표적이다. 보통 RNA가수분해효소 H 활성을 검출하기 위해서 전기영동, 고성능 액체크로마토그래피 등 방식을 이용하고 있지만 이들 기술은 민감도가 낮고 검출과정이 복잡하며 결과가 나오기까지 시간이 오래 걸린다.

연구팀은 크리스퍼-캐스12a를 이용해 표적 유전자를 발견하면 주변의 DNA를 절단해 형광 신호가 발생하도록 설계했다. 그 결과 크리스퍼-캐스12a을 이용해 민감도를 높이고 1시간 이내에 검사 결과를 내는데 성공했다. 연구팀은 이번 기술을 활용해 암세포의 RNA가수분해효소 H 활성도 검출할 수 있었다.

연구를 이끈 박현규 카이스트 교수는 “이번 기술은 크리스퍼-캐스12a 시스템의 부수적 절단 활성을 활용해 RNA가수분해효소 H를 민감하게 검출해 항바이러스제 표적 발굴에 활용할 수 있다”며 “다양한 질병을 조기 진단하고 환자 맞춤형 치료를 구현하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.