유전자 편집의 현재
CRISPR이란 무엇인가
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CRISPR이 무엇인지는 몰라도 이미 세상을 바꾸고 있다. 배아(embryos; 인간의 경우는 수정 후 첫 8주까지의 태아)에서 심장 질환(heart conditions)를 제거하는 방법이 여기에 있다.
MIKE MCRAE
2018.04.07
CRISPR이 어떻게 작동하는지 혹은 CRISPR이 무엇을 의미하는지 모르더라도, 적어도 CRISPR이라 명명된 혁신적 기술에 관해 들어볼 기회가 있었을 것이다.
이전 유전자 편집 과정보다 더 저렴하고 더 정확한 CRISPR/Cas9 분자 툴킷(molecular toolkit)은 과학의 세계에서 지속적으로 새로운 응용을 보이고 있다.
세상을 더 나은 곳으로 만들길 원하는 연구자들이 CRISPR을 활용하는 몇 가지 방법을 소개한다.
1. 이식용 장기(transplant organs) 생성
현실을 직시해 보자. 정말 절박한 사람들을 위한 여분의 장기가 부족하다는 것은 더 이상 비밀도 아니다. 줄기세포에서 새로운 장기를 형성할 수 있을 때까지 우리는 다른 대안을 고려해야 한다.
돼지의 신장이 하나의 대안으로 사용될 수 있을 것이다.
하지만 불행하게도, 돼지에게 존재하는 돼지 바이러스(porcine virus)를 잡아야 한다는 위험이 커다란 걸림돌이다. CRISPR을 활용하면 병원균 유전자에 분자 톱(molecular chainsaw)을 사용하여 이를 해결할 수도 있을 것이다.
2. 당뇨병용 인슐린 주사를 대체한다
2형 당뇨병 환자(Type 2 diabetes)의 경우, 많은 양의 인슐린을 필요로 하는 환자에게 인슐린을 공급하는 것인 외과적이며 불편한 과정이 될 수 있다.
인슐린이 혈당 수준을 제어하도록 돕는 단백질을 CRISPR로 수정한 것을 함유한 피부 이식 수술을 행하면 피부에 남는 주삿바늘 자국을 줄일 수 있을 것이다.
3. 심장 질환을 지우다(Erase)
인간의 크기가 단지 몇 개의 세포일 때 유전자의 편집은 의학적으로나 윤리적으로 우리에게 제기된 미래의 개념이다.
하지만, 우리는 이미 인간 배아의 심장 질환에 영향을 주는 유전자를 편집하는데 CRISPR이 사용되고 있는 현장에 서 있다.
그 세포는 더 이상 발달되도록 촉진되지는 않았지만, 우리가 언젠가 달성할지도 모를 것의 개념을 보여주는 증거이다.
4. 멋진 정원 전시물을 만들다
꽃들의 색으로 정원을 가득 채우는 것이 심장 결함을 치료하고 당뇨병을 치료하는 것으로 보이지 않을 수 있지만, 많은 사람들은 여전히 아름다움을 추구한다.
과학자들은 CRISPR을 사용하여 일본 나팔꽃의 보라색을 제어하는 유전자를 잘라내어(snip), 순수한 백색의 나팔꽃으로 바꾸었다.
5. 한 다발의 질병을 부드럽게 치료하다 … 쥐(mice)에서
연구자들은, CRISPR이 원치 않은 돌연변이를 일으킬지 모른다는 우려가 있어서, 잔인한 잘라내어 붙이는 작업을 강요함이 없이 우리의 유전자에 그 기술이 적용될 수 있는 방법을 찾았다.
처리 과정을 현명하게 수정함으로써 과학자 팀은 외부의 유전자 외적 요인(epigenetic factor)이 유전자를 변형하는 방법을 변경함으로써 간단하게 쥐의 수많은 유전적 질환을 치료할 수 있었다.
초기 우려는 근거가 없을 가능성이 크지만, 연구자들은 CRISPR이 할 수 있는 것을 제한했다.
6. 슈퍼버그(superbug; 항생제로 쉽게 제거할 수 없는 박테리아)의 파괴
항생제가 출현하기 전, 가장 사소한 감염에 의한 죽음은 공포스러운 현실이었다. 쥐에서 추출한 항생제에 내성이 생긴 박테리아로 우리는 이러한 어둠의 시간으로의 회귀에 직면하고 있다.
항생제에 내성이 생긴 슈퍼 버그에 대항할 수 있을 지 모를 한 가지 방법은 박테리아의 자연적 형태인 crisps 효소가 자체 유전자를 자기 멋대로 손상시키게 하는 폭발력(payload)으로 바이러스를 수정하는 것이다.
7. 아주 작은 테이프 리코더를 만들다
자체적으로 세계에서 가장 작은 화학적 리코딩 장치를 만드는 것은 세상을 보다 나은 곳으로 만들 수 없을 지도 모른다. 하지만, 우리의 환경을 - 심지어 우리의 몸을 - 깨끗이 하기 위해 분자 수준에서의 우리 주변 환경의 지도를 만들고 기록하는데 도움이 된다.
CRISPR은 최근 박테리아를 세계에서 가장 작은 스파이로 만드는데 사용된다. 이를 통해 박테리아는 주변 환경을 살펴보고 샘플을 채취할 능력을 부여받게 됐다.
언젠가 그 박테리아들은 우리 장 내에서의 약물 오류로부터 수로의 오염 불질 변화에 이르기까지 무엇이든 추적하는데 사용될 수 있을 것이다.
