UNIST, 원하는 위치에 DNA 손상 넣는 ‘CGRID’ 개발…암·노화 복구 원리 밝힌다 작성일 10-29 34 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">이자일 교수팀, 유전자 가위 활용 특정 구간 교체 기술 구현<br>1000염기쌍 90% 삽입 효율…4만 8500염기쌍 긴 DNA도 적용<br>복구 단백질 작동 단분자 관찰…국제학술지 ‘핵산연구’ 게재</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="tXyU42SrSZ"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1d5508cc39158a188b4f17ff01d168b6a60e438fe8eb55bedfe67bd9f4b46556" dmcf-pid="FZWu8VvmhX" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="유전자 가위로 DNA 한 가닥의 짧은 구간을 잘라내고, 손상이 포함된 합성 DNA 조각(노란색) 으로 교체하는 과정을 표현한 이미지. 생성형AI제작=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/29/seouleconomy/20261029143711738feec.png" data-org-width="1200" dmcf-mid="1L2iDcb0l5" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/29/seouleconomy/20261029143711738feec.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 유전자 가위로 DNA 한 가닥의 짧은 구간을 잘라내고, 손상이 포함된 합성 DNA 조각(노란색) 으로 교체하는 과정을 표현한 이미지. 생성형AI제작=UNIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="24039d291aa71e5095406a6877d91b1b544a6973746b395fe22ed21b5a8d7116" dmcf-pid="35Y76fTsCH" dmcf-ptype="general">유전자 가위를 이용해 DNA의 원하는 위치에 인위적으로 손상을 넣고 복구 단백질의 작동 과정을 추적하는 기술이 개발됐다. 암과 노화를 유발하는 DNA 손상 복구 기전을 규명하는 데 활용될 전망이다.</p> <p contents-hash="9d769cce36ab0aa340578a866bcc67cdd1af1504a34b473a6e1fbb39eb1b3bad" dmcf-pid="01GzP4yOyG" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 이자일 교수 연구팀이 DNA의 특정 위치에 다양한 형태의 손상을 삽입하는 ‘CGRID(CRISPR-mediated Gap-based Replacement for Insertion of DNA damage)’ 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 연구 결과는 영국 옥스퍼드대 출판부가 발행하는 국제학술지 ‘핵산연구(Nucleic Acids Research)’에 10월 28일 자로 게재됐다.</p> <p contents-hash="427fd6b4b237053796c1d43c28882844df00b1c13b7aceedee95dc707fe7e960" dmcf-pid="ptHqQ8WIvY" dmcf-ptype="general">인체 세포 1개에서는 대사 과정이나 외부 환경 영향으로 하루 수만 건의 DNA 손상이 발생한다. 체내 복구 단백질이 이를 제때 수선하지 못해 손상이 누적되면 돌연변이나 암, 노화로 이어진다. 그동안 복구 원리를 연구하려면 손상을 포함한 DNA 전체를 합성하거나 여러 조각을 이어 붙여야 했다. 이 방식은 DNA 길이가 길어질수록 제작 시간과 비용이 늘어나고, 손상 위치를 바꾸려면 기질 전체를 새로 설계해야 하는 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="ca92cf41b4841ac2f411ef6e4d40c1faeff80051246f503d8315618ec0291b72" dmcf-pid="UFXBx6YCCW" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 CGRID는 DNA 한 가닥만 자르는 유전자 가위 효소(Cas9 nickase) 두 개로 특정 구간을 제거한 뒤, 원하는 손상이 담긴 짧은 합성 DNA 조각으로 교체하는 기술이다. 가이드 RNA가 손상을 넣을 위치를 결정하기 때문에 DNA 기질 전체를 다시 제작하지 않고도 삽입 위치를 바꿀 수 있다.</p> <p contents-hash="0607850f531b03bb635a5bcd2feb057beb1ff5e8686dcebf02b9bf9810894752" dmcf-pid="u3ZbMPGhhy" dmcf-ptype="general">실험 결과 약 1000염기쌍 길이의 DNA에서 형광 표지 조각이 약 90%의 효율로 삽입됐다. 약 4만 8500염기쌍에 달하는 긴 람다 바이러스 DNA(λ-DNA)에서도 원하는 위치에 염기 하나가 빠진 염기결손 부위(AP site)를 정확히 삽입했다. 연구팀은 단분자 이미징 기술인 ‘DNA 커튼’을 활용해 복구 효소인 ‘APE1’이 해당 손상 부위를 찾아가는 과정을 직접 관찰했다. 또한 긴 DNA 내부에 이중가닥 절단(DSB)을 여러 개 동시에 구현하고, 복구 단백질인 ‘Ku70/80’과 ‘DNA 중합효소 세타(Polθ)’가 손상을 인식해 결합하는 과정도 단분자 수준에서 확인했다.</p> <p contents-hash="56a0f78e91d2065e8e7de3c68be1fda205f1692f30be3ffedc1176aedb247179" dmcf-pid="705KRQHlvT" dmcf-ptype="general">이 기술은 DNA가 히스톤 단백질에 감겨 있는 뉴클레오솜 구조에도 적용됐다. 연구팀이 뉴클레오솜의 여러 위치에 염기결손 손상을 넣어 비교한 결과, 손상 부위가 히스톤에 가려졌을 때는 바깥으로 노출된 입구·출구 부근보다 APE1의 절단 효율이 떨어졌다. 여기에 염색질 구조를 바꾸는 단백질(SMARCA4)을 처리하자 APE1이 접근하기 어려웠던 손상 부위의 절단 효율이 다시 높아졌다.</p> <p contents-hash="b56887ede9212d11e379e4a938a2b1722d1d5b54463b15531d64e053bd7f90a8" dmcf-pid="zp19exXSTv" dmcf-ptype="general">이자일 교수는 “기존에는 연구자가 원하는 자리에 손상을 넣는 과정 자체가 시간과 비용 측면에서 병목이었다”며 “CGRID를 활용하면 손상 위치와 구조에 따라 복구 효율이 어떻게 달라지는지 파악할 수 있어 암과 노화로 이어지는 DNA 복구 실패 원인을 밝히는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="506ecfb09f6cff0a545b1c6bb138aae801d40af31bd6a91355ff18ab968eb45a" dmcf-pid="qYS32bCEWS" dmcf-ptype="general">이번 연구는 UNIST 생명과학과 김영서·안소영 연구원이 공동 제1저자로 참여했다. 연구 수행은 한국연구재단 개인기초 중견연구, 개척연구과제, 박사과정장려금사업과 기초과학연구원(IBS)의 지원을 받아 이뤄졌다.</p> <p contents-hash="0f04b8e5b0e8db89803666d79b31723132dfc7b979795cbacf3aad68aed9a13f" dmcf-pid="BGv0VKhDhl" dmcf-ptype="general">울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 “가상화 전환 직접 해본다”…코오롱베니트, 파트너사 대상 델·뉴타닉스 실습 교육 운영 10-29 다음 “사실 맞아도 맥락 빠지면 오판”…UNIST, 금융 AI 신뢰도 높인 압축 기술 개발 10-29 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
