바이오인

CRISPR-Cas 게놈 편집도구를 대체할 수단을 발견
새로운 Cas 효소는 CRISPR-Cas 시스템의 진화 가능성 부여

□ CRISPR-Cas에 대한 국제적인 연구팀은 게놈 편집의 가능성을 보여주는 자연계에 존재하는 3개의 새로운 시스템을 규명

  ㅇ 이들의 시스템의 발견과 특징 규명은 의과학연구의 새로운 장을 여는 게놈 편집 도구모음을 확장시킬 것으로 기대

  ㅇ 금일 Molecular Cell에 게재된 이번 연구는 부분적으로 美 국립보건원의 지원으로 수행

□ 국립생명공학정보센터의 선임연구자인 Eugene Koonin 박사는 이번 연구는 직접적인 실험에서 바로 시현될 수 있는 다양한 성질을 가진 새로운 CRISPR-Cas  시스템들의 발견으로의 길을 보여준다고 언급

  ㅇ 이 결과의 가장 특기할만한 측면은 어떻게 진화가 새로운 게놈 조작 도구들을 위해 이용될 수 있는 업적인 생물학적인 활성을 갖는 광범위한 레퍼토리를 성취하였는가라는 점이라고 강조

□ CRISPR 시스템의 효소들은 연구자들로 하여금 유전체의 특정한 부위를 목표로 설정하고 정확한 위치에서 DNA를 수정할 수 있도록 함으로써 유전체학 분야를 혁명적으로 변화

    * CRISPR은 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats의 약자로 박테리아가 침입한 바이러스를 방어하기 위하여 사용하는 시스템의 중요 부분

  ㅇ CRISPR 시스템에서 생산되는 효소 중 하나인 Cas9는 DNA에 매우 염기서열 특이적으로 결합하여 절단함으로써 DNA의 특정부위에 대한 정교한 조작을 가능하게 함

  ㅇ Cas9과 같은 효소들은 연구자들에게 지금까지 개발된 기존의 방법에 비하여 보다 신속하고 저렴하면서도 정교한 유전자 편집 도구를 제공

□ 새롭게 규명된 3개의 시스템은 Cas9과 최근에 동정된 CRISPR 효소인 Cpf1과 유사한 특징을 보여주지만 새로운 게놈 편집 응용을 위해 사용될 가능성이 있는 특이한 성질들도 보유

  ㅇ 이번 연구는 DNA를 편집하기 위해 보다 효율적이고 효과적이면서도 정확한 방법을 개발하기 위해 이용될 수 있는 CRISPR 시스템의 다양성을 강조

□ 연구진들은 잠정적으로 C2c1, C2c2, C2c3라고 명명한 새로운 단백질을 찾기 위해서 미 국립보건원 게놈 데이터베이스를 검색하고 새로운 CRISPR-Cas 시스템을 확인하기 위한 일련의 계산적인 접근을 개발하는 등 새로운 생명정보학적인 접근을 수행

  ㅇ MIT, Broad 연구소, 하버드대 및 MIT 뇌연구를 위한 McGovern 연구소의 Feng Zhang, Rutgers 대학 및 New Brunswick and Skolkovo 과학기술연구소의 Konstantin Severinov, 하버드대 및 MIT 의료 과학 및 기술과의 대학원생인 Omar Abudayyeh, Skolkovo 과학기술연구소의 Sergey Shmakov와 Yuri Wolf도 연구진에 참여

□ Severinov는 탐색 알고리즘을 변형할 수 있는 여러 가지 방안이 있기 때문에 보다 흥미롭고 특징적인 CRISPR-Cas 기작들이 곧 추가적으로 발견될 수 있을 것으로 기대한다고 언급

  ㅇ 새로운 기작들은 틀림없이 기초 및 응용과학자들 모두의 주목을 끌게 될 것이라고 강조

□ 이들 단백질들의 기능을 탐구하기 위한 초기 실험들은 지금까지 게놈 편집을 위해 널리 사용되어온 특징이 잘 규명된 Cas9 단백질과는 본질적인 차이점이 존재함을 규명

  ㅇ C2c1, C2c2 및 C2c3의 분석을 통해 이들 방어시스템의 복잡한 진화 과정을 연구진은 추측할 수 있었음

□ Zhang은 이번 연구의 협동적인 측면은 계산, 분자생물학 및 진화생물학의 접점에서 혁신을 위한 다양한 강점을 가진 최고 수준의 과학자들이 함께 참여하게 되었을 때의 힘을 강조하고 있다고 언급

  ㅇ Koonin과 Zhang 그룹은 향후 중요한 게놈 편집 도구가 될 것으로 기대되는 새로운 CRISPR nuclease인 Cpf1의 동정을 위한 프로젝트에서도 최근 협력

□ Broad 연구소 및 MIT 소속의 Feng Zhang은 국립 정신건강연구소(5DP-MH100706 and 1R01-MH110049) 및 국립 당뇨, 소화 및 신장질환연구소 (5R01DK097760-03)의 지원 하에 연구를 수행

  ㅇ Rutgers 대학 및 Skolkovo 과학기술 연구소의 Konstantin Severinov는 국립 일반 의과학연구소(GM10407)로부터 지원

  ㅇ 국립 생명공학정보센터
 
  - 분자생물학 분야의 공공데이터베이스를 만들고 계산생물학 연구를 수행하며 분자 및 게놈 데이터를 분석하기 위한 소프트웨어를 개발하고 의과학정보를 보급
 
  - 사람의 건강과 질환에 영향을 미치는 과정들에 대한 보다 나은 이해를 추구
 
  - 국립 생명공학정보센터는 국립 의학도서관 산하로 보다 많은 정보가 필요하면 http://www.ncbi.mlm.nih.gov를 방문

  ㅇ 국립 의학도서관
 
  - 전세계에서 가장 큰 의과학 도서관으로 전세계에 걸쳐 수백만명에 의해 매년 수십억 회에 걸쳐 검색되는 다양한 주제에 대한 출력물 및 전자 정보 자원들을 구축?유지
 
  - 또한 의과학 정보학 및 의료 정보 기술분야의 연구, 개발 및 연수를 지원하고 직접수행
 
  - 추가적인 정보는 www.nlm.nih.gov에서 검색

  ㅇ 미 국립보건원에 대하여 : 미 국립보건원은 국가에서 설립한 의료 연구기관으로 27개 연구소와 센터로 구성. 기초, 임상 및 중개 의료 연구를 지원하는 주요 연방기관이며 질환들의 원인, 대처 및 치료를 연구하고 있음. 보다 많은 정보가 필요한 경우 www.nih.gov를 방문하기 바람

* 출처 : National Institutes of Health (NIH) 보도자료(2015년 10월 22일)
        (http://www.nih.gov/news/health/oct2015/nlm-22.htm)

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