전체기사 최신뉴스 GAM 라씨로
KYD 디데이

KAIST, 암 유전자 돌연변이 고감도 검출 성공

기사입력 : 2021년05월11일 13:00

최종수정 : 2021년05월11일 13:00

유전자 가위 이용한 새로운 유전자 돌연변이 검출

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 박현규 생명화학공학과 교수 연구팀이 유전자 가위로 불리는 크리스퍼(CRISPR-Cas9) 시스템에 의해 구동되는 엑스파(EXPAR) 반응을 이용해 유전자 돌연변이를 검출하는 신기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

크리스퍼는 유전자 편집 기술로 DNA를 가위로 자르듯이 특정 부위를 자를 수 있으며, 가이드 RNA(guideRNA)와 Cas9 단백질로 구성된다. 안내자 역할을 하는 guideRNA가 특정 유전자의 위치를 찾아가는 역할을 하고, Cas9 단백질이 유전자를 잘라내는 가위 역할을 한다.

CRISPR-Cas9 시스템에 의해 구동되는 EXPAR 반응을 이용한 표적 유전자 돌연변이 검출기술의 모식도 [자료=한국과학기술원] 2021.05.11 biggerthanseoul@newspim.com

엑스파 기술은 약 30분의 짧은 반응 시간 내 최대 1억(108)배의 표적 핵산 증폭 효율을 구현해 높은 활용 가능성을 보유한 기술이다.

일반적으로 유전자 돌연변이를 검출하기 위해 중합 효소 연쇄 반응(PCR)을 이용한다. 다만, 현재까지 개발된 유전자 돌연변이 검출기술들은 낮은 특이도, 낮은 검출 성능, 복잡한 검출 방법, 긴 검출 시간 등의 단점들을 지니고 있다.

연구팀은 이러한 현행 기술의 한계를 극복하기 위해 크리스퍼 시스템을 활용해 검출 특이도를 높이고 엑스파 등온 증폭 반응을 통해 검출 민감도를 크게 향상시켜 표적 유전자 돌연변이를 고감도(검출 한계: 437 aM)로 30분 이내에 검출하는 데 성공했다. 이는 기존 기술 대비 증폭효율 약 10만 배 증가, 검출 시간 약 50% 감소에 해당하는 수치다.

연구팀은 2개의 Cas9/sgRNA 복합체로 구성된 크리스퍼 시스템으로 유전자 돌연변이의 양 끝단을 절단했다. 절단된 짧은 이중 나선 유전자 돌연변이가 엑스파 반응을 구동시키고 엑스파 반응 생성물을 통해 형광 신호가 발생하도록 설계해 표적 유전자 돌연변이를 고감도로 매우 정확하게 검출할 수 있었던 것이다. 염색체 DNA 내 HER2와 EGFR 유전자 돌연변이 역시 성공적으로 검출할 수 있었다.

이같은 유전자 돌연변이는 유방암 및 폐암의 발생에 관여할 뿐만 아니라 특정 치료 약제에 대한 반응을 예측하기 위해서 대표적으로 활용되는 중요한 바이오 마커다.

박현규 교수는 "이번 기술을 통해 암 등 다양한 질병에 관여되는 유전자 돌연변이를 고감도로 검출해 다양한 질병을 조기 진단하고 환자 맞춤형 치료를 구현하는 데 크게 활용될 수 있을 것"이라고 내다봤다.

송자연·김수현 한국과기원 생명화학공학과 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구의 결과는 영국왕립화학회가 발행하는 국제학술지 '나노스케일(Nanoscale)'에 올해 15호 표지(Back cover) 논문으로 지난달 14일 선정됐다.

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
김수현 "故김새론, 미성년땐 사귀지 않아" [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 미성년자였던 고(故) 김새론과 교제했다는 의혹을 받는 배우 김수현이 31일 오후 서울 마포구 스탠포드호텔에서 열린 긴급 기자회견에서 입장 밝히며 눈물을 흘리고 있다. 2025.03.31 mironj19@newspim.com   2025-03-31 17:43
사진
김효주 "아직도 할 수 있는 선수 증명" [서울=뉴스핌] 김용석 기자 = "LPGA에서 17개월 만에 우승을 차지해 기쁘다." 김효주(30)가 미국여자프로골프(LPGA) 투어에서 통산 7번째 우승 트로피를 들어 올렸다. 김효주는 31일(한국시간) 미국 애리조나주 챈들러의 월윈드골프클럽에서 열린 포드 챔피언십 최종일, 연장전 끝에 릴리아 부를 꺾고 우승을 차지했다. [서울=뉴스핌] 김용석 기자 = LPGA 통산 7승을 수확한 김효주. [사진= LPGA] 2025.03.31 fineview@newspim.com 역전 우승이다. 3라운드까지 릴리아 부에게 4타 뒤진 공동5위로 출발한 김효주는 대회 마지막 날인 4라운드에서 버디 9개, 보기 1개로 무려 8타를 줄였다. 릴리아 부와 나란히 최종합계 22언더파 266타로 동타를 이룬 김효주는 연장전이 벌어진 18번 홀(파4)에서 1.5m 거리의 버디 퍼트를 성공시켜 승리를 확정지었다. LPGA 통산7승이다. 2015년과 2016년 각각 1승씩을 올린 그는 2021년 HSBC 위민스 월드 챔피언십, 2022년 롯데 챔피언십, 2023년 볼룬티어스 오브 아메리카스 클래식 등에서 6승을 수확한 뒤 1년5개월만에 다시 정상에 올랐다. 김효주는 매니지먼트사 지애드스포츠를 통해 "오늘 마지막까지 집중한 것이 중요했다"고 밝혔다. "작년 겨울 전지훈련에서 열심히 훈련하며 몸 상태를 끌어올리기 위해 노력했기 때문에 이번 대회에서도 좋은 샷감을 기대할 수 있었다"고 말했다. 파이널 라운드에서도 집중을 잃지 않기 위해 노력했다는 그는, "그 결과 좋은 성과로 이어져서 정말 감사한 마음"이라고 기쁨을 전했다. 이번 대회에서는 새로운 샤프트와 퍼터를 사용한 것이 주효했다는 김효주는 "좋은 샷감과 함께 시너지 효과가 난 덕분에 우승까지 할 수 있었다"고 말했다. 특히 LPGA에서 17개월 만에 우승을 차지한 그는 "아직도 내가 할 수 있는 선수라는 것을 증명해 너무 뿌듯하다"며 언제나 응원해주시는 팬들에게 진심으로 감사의 인사를 전했다. 이번 우승은 김아림에 이어 한국 선수로는 올해 두 번째 LPGA 투어 우승이다. 김효주는 "올 시즌, 한국 선수들의 상승 흐름에 좋은 기폭제가 되었으면 한다"고 덧붙였다. fineview@newspim.com 2025-03-31 14:44
안다쇼핑
`
Top으로 이동