한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 허원도 교수 연구팀이 리보핵산(RNA) 유전자 가위(유전자 교정 기술)를 이용해 RNA를 화학적으로 변형시킬 수 있는 기술을 개발했다고 최근 밝혔다.

 RNA 유전자 가위는 코로나바이러스 등 바이러스의 RNA를 제거해 감염을 억제하거나 질병의 원인이 되는 유전자 발현을 조절할 수 있어, 부작용이 적은 차세대 유전자 치료제로 주목받고 있다.

 데옥시리보핵산(DNA)에 담긴 유전 정보를 단백질로 바꾸는 역할을 하는 RNA는 '화학 변형'(chemical modification)을 통해 그 기능과 특성이 바뀔 수 있다.

 그 중 하나가 시티딘 아세틸화라는 화학 변형인데, 이 화학 변형이 세포 내에서 어떤 역할을 하는지는 알려지지 않았다.

 연구팀은 크리스퍼 카스13 유전자 가위(CRISPR-Cas13·카스13 절단 효소를 사용하는 유전자 가위)에 RNA를 아세틸화시키는 변이체(eNAT10)를 결합, 표적 RNA 아세틸화 시스템을 개발했다.

 표적 RNA 아세틸화 시스템과 교정해야 할 유전자 부위를 찾아주는 가이드 RNA에 의해 원하는 RNA에 아세틸화 화학 변형을 가할 수 있음을 증명했다.

 이를 통해 아세틸화 화학 변형된 메신저 리보핵산(mRNA·단백질을 만드는 중간 과정의 전령RNA)에서 단백질 생산이 증가한다는 사실을 확인했다.

 연구팀은 개발한 시스템을 이용해 RNA 아세틸화가 RNA를 세포핵에서 세포질로 이동시킨다는 사실도 처음으로 밝혀냈다.

 아세틸화 화학 변형이 세포 내 RNA 위치 이동도 조절할 수 있음을 의미한다.

 개발한 기술을 실제 실험 쥐에 적용, 생체를 대상으로 한 RNA 유전자 치료 가능성도 입증했다.

 허원도 교수는 "기존 RNA 화학 변형 연구는 공간성 조절이 어려웠지만, 이번 기술을 통해 원하는 RNA에 선택적으로 아세틸화를 가하는 데 성공했다"며 "RNA 기반 유전자 치료제 개발 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

 이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 케미컬 바이올로지'(Nature Chemical Biology)에 지난 2일 자로 실렸다.