바이오인

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 15-89
유전자편집 애완돼지 판매 및 장기이식 연구동향

◇ 최근 유전자편집기술을 활용하여 중국에서는 애완용 돼지를 제작하였고, 미국에서는 유전자편집 돼지에서 인체 이식용 장기 개발 가능성을 제시함에 따라 관련 내용 정리

■ 중국 BGI, 유전자편집 애완용 미니돼지 판매 예정

 ○ 중국 유전체연구소 BGI(Beijing Genomics Institute)는 바마(Bama)라는 돼지종에 유전자편집기술을 이용해 인체 질환모델로써 미니돼지를 생산하던 중 애완용 돼지 판매 계획 발표(Nature지)
  - 지난 9월 BGI는 중국 센젠 국제생명공학리더스서밋(Shenzhen International Biotech Leaders Summit)에서 유전자편집 애완용 돼지* 판매 계획을 밝힘
    * 미니돼지 성체는 약 15kg으로 중간 크기의 강아지와 비슷하며, 약 1만위안(1,600달러)의 가격으로 판매 예정
  - 향후 유전자편집기술을 이용하여 고객의 요구에 따라 다양한 털색과 패턴을 가진 돼지를 생산할 예정, 미니돼지 판매수익은 관련 의학연구에 재투자 계획

 ○ BGI는 유전자편집기술 중 TALEN(tranion activatorlike effector nucleases)이라는 재조합 효소를 이용하여 돼지 유전자를 편집
  - 바마 돼지의 태아로부터 얻은 세포를 이용해 TALEN으로 성장 호르몬 수용체(Growth hormone receptor)* 유전자를 제거한 뒤 이 세포로 수컷 돼지를 복제한 뒤 정상 암컷 돼지와 교배
    * 유전자편집 미니돼지를 활용하여 GHR 유전자 돌연변이로 인해 발생하는 왜소증인 라론증후군 연구 진행 예정

 ○ 돼지는 쥐 등에 비해 인간과 생리학적, 유전적으로 가까운 관계에 있어 인간 질환모델로서 가능성이 높음
  - 그러나 쥐에 비해 몸체가 큰 돼지는 고가의 실험의약품 테스트시 투여 약물량 증가 등의 비용적 문제 보유
  - 실험용으로 사용된 기존 바마 돼지는 35∼50kg의 무게였지만, 유전자 편집을 이용해 무게를 감소시킴으로써 연구비용 절감 가능
  - 미니돼지는 이미 줄기세포와 장내 세균총 연구 유용성 입증

■ 하버드대, 유전자편집 돼지 장기를 이용한 인체 이식 가능성 제시

 ○ 하버드의학연구소 연구팀은 CRISPR/Cas9 유전자편집기술을 이용하여 인간 이식에 부적합한 유전자를 돼지 세포주에서 제거하였다고 발표(Science지)
  - 이전 기술에 비해 10배 이상 증가된 효율로 돼지 세포주에 위치한 62곳*의 돼지 내인성 레트로바이러스(porcine endogenous retroviruses, PERVs) 염기서열을 비활성화
    * 지금까지 6곳의 염기서열을 잘라낸 것이 최고 기록, 하지만 62곳에 대해서 정확히 어떤 유전자를 편집했는지와 세부적인 제거과정 등은 미공개 상태
  - PREV는 모든 돼지 유전체에 존재하는 바이러스 유전자로 돼지에게는 아무런 해가 없지만, 인간에게는 거부반응 등 문제 발생

 ○ 인체 이식용 장기를 생산하는 돼지 유전체에서는 인체 면역시스템에 의해 거부반응을 일으킬 수 있는 표면단백질 및 바이러스 유전자 제거 필요
  - 또한 연구팀은 인체이식 거부반응이나 혈액응고를 유발하는 돼지 세포의 표면단백질 관련 유전자 20개를 제거, 이식용 인체장기 수요를 바탕으로 지속적인 연구 추진 예정
  - 연구자금을 지원한 생명공학사 이제네시스(eGenesis)는 저렴한 비용으로 이식용 돼지 생산 공정 구축에 주력

★ 크리스퍼(CRISPR-Cas9) 유전자가위기술

○ 크리스퍼(CRISPR-Cas9) 유전자가위기술이란 박테리아 면역체계 유래 제한효소 기작을 응용하여 특정 유전자의 DNA를 잘라 유전자 기능을 교정하는 기술

 - 기존 유전자가위기술* 보다 정교하며 효율적으로 원하는 유전자만 제거 가능

* 1세대 유전자가위 기술 : 징크핑거 뉴클레이즈(Zinc Finger Nuclease, ZFN), 2세대 유전자 가위 기술 : 탈렌(Tranor Activator-Like Effector Nuclease, TALEN)

[크리스퍼 유전자가위기술 작용 모식도]

* 출처 : 생명공학정책연구센터, BioINwatch 15-47, 3세대 유전자가위기술, 2015.6

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