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크리스퍼 유전자가위기술을 통한 인간배아 유전자편집, 의도치 않은 게놈편집 야기

출처 생명공학정책연구센터 조회수 1711
발간일 2020-09-03 등록일 2020-09-14
첨부파일

BioINwatch20-63(9.3)●크리스퍼 유전자가위기술을 ...(326.712 KB)

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BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 20-63

크리스퍼 유전자가위기술을 통한 인간배아 유전자편집, 의도치 않은 게놈편집 야기

 

◇ 최근 크리스퍼(CRISPR) 유전자가위기술을 이용하여 인간배아 수정 시, 표적부위 근방에 의도치 않은 큰 유전체 변화를 초래할 수 있다는 연구결과가 발표되었는데 이는 과소평가되어 온 유전자편집의 위험성을 제시. 전문가들은 유전체편집 실험 전 명확한 작용 메커니즘에 대한 기본적 로드맵 구축이 필요하다고 언급
 
▸주요 출처 : Nature News, CRISPR gene editing in human embryos wreaks chromosomal mayhem, 2020.6.25
 
 ■ 유전자 편집도구인 CRISPR-Cas9을 사용하여 인간배아 수정 시, 의도치 않은 변화를 초래할 수 있다는 연구결과 발표(2020.6)
 

 ○ 발표된 3건의 논문은 출판 전 서버인 bioRxiv에 게재되었으며, 과소평가되어 온 유전자편집의 위험성을 강조
  - 인간배아 편집은 유전체에 발생한 영구적인 변화가 자손에게 유전되는 특징을 가지며 연구윤리 등으로 논란이 되어 옴
    ※ 2018년 11월 중국의 남방과학기술대학교 허젠쿠이(He Jiankui) 교수는 쌍둥이 여아의 유전자를 변경하기 위해 CRISPR-Cas9 기술을 배아에 이용했다고 발표하여 전 세계적인 연구윤리 논란을 야기
  - 2015년 CRISPR를 이용한 첫 인간배아 유전자편집 실험이 이루어 졌으며, 그 이후 유전자를 더욱 정확하게 편집하기 위한 연구가 진행
    ※ 하지만 인간배아 유전자편집 연구는 전 세계적으로 엄격한 규제 아래 진행되고 있으며, 이번 연구는 ‘임신’이 아닌 오직 ‘과학적 목적’으로만 실험 가능

 ○ 이번 연구는 표준 평가방법으로 탐지가 어려운 CRISPR-Cas9의 표적 부위 근처에서 일어난 커다란 결실과 염색체 재배열을 확인
  - 선행연구*에서는 CRISPR-Cas9의 표적 부위에서 멀리 떨어진 곳의 비표적 변이(off target gene mutation) 문제점이 제기
    * Nature News, Enzyme tweak boosts precision of CRISPR genome edits, 2016.1.6.
  - 이번 연구에서 밝혀진 표적 부위 인근의 변화(nearby change)는 표준 평가방법으로 탐지 및 제거가 어렵기에 더 중요한 이슈라고 전문가 언급

 발표된 3건의 논문은 유전자편집 실험을 통해 표적 부위 근방의 큰 오류를 발견하였으며, 발생 원인은 세 연구에서 상이하게 제시
 
 ○ 3건의 연구는 크리스퍼기술을 이용하여 주요 유전자를 변형하거나 변이가 일어난 유전자를 교정하는 실험 결과, 표적 부위 근방의 큰 오류를 발견
  - 첫 번째 영국의 프랜시스 크릭 연구팀은 인간배아 발생에 중요한 POU5F1 유전자를 편집한 결과, 배아의 22%에서 의도치 않은 변이 발견
    ※ 변이는 대량의 DNA 재배열(DNA rearrangement)과 수천 개의 DNA 결실을 포함하였으며, 이는 통상적으로 관찰되는 규모에 비해 훨씬 큼
  - 두 번째 미국 컬럼비아대 연구팀은 시각상실을 유도하는 EYS 유전자 변이를 교정하는 연구 진행
    ※ 약 50%의 배아에서 EYS가 위치하고 있는 염색체의 큰 부분 또는 염색체 전체가 상실된 것을 관찰
  - 세 번째 미국 오리건대 연구팀은 심장질환을 초래하는 변이를 가진 배아를 대상으로 실험하였으며, 변이 유전자를 포함한 염색체의 큰 부분이 의도치 않은 영향을 받음

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