미토콘드리아 DNA도 편집가능
살아 있는 것은 외부로부터 에너지원을 흡수하고 스스로 에너지를 만들어 내야 삶을 이어갈 수 있습니다. 세포 안에서 에너지를 생산해내는 과정을 담당하는 세포 내 소기관 미토콘드리아는 에너지 생성뿐 아니라 질병과 깊은 연관이 있고 다양한 생물학적인 기능과도 연결되어 있습니다.
그동안은 세포의 핵 안에서만 CRISPR와 guide RNA를 이용해 매우 정밀한 DNA편집이 가능했으나 이제는 미토콘드리아 DNA의 편집도 가능하게 되었다고 합니다. 정밀한 편집을 가능하게 했던 CRISPR의 경우 guide RNA의 도움을 받아 표적 위치에 도착해야 하는데 미토콘드리아의 막은 안타깝게도 단백질의 입장은 허락했던 반면 RNA는 입장을 불허했죠. 연구진이 그 이름도 어려운 Burkholderia cenocepacia로부터 만들어진 독성 단백질이 DNA 이중나선구조 중 Cytosine을 Urasil로 치환해 세균을 죽이는 기전을 이용해 CRISPR와 guide RNA에 의존하지 않는 유전자 편집기술을 확보하게 되었습니다. 독성 단백질이므로 세포에 해를 가하지 않고 유전자 편집을 할 수 있도록 비활성 형태로 쪼개는 방법을 이용해 독성을 제거했다고 하네요. 물론 지금까지는 5개의 유전자를 대상으로 미토콘드리아 DNA의 50%까지 정확한 편집이 가능함을 확인한 상태라고 합니다. 그 결과 의도한 대로 미토콘드리아가 변화된 것을 밝혔습니다. 독성을 비활성 시킨 둘로 나누어진 독소에 TALE DNA-binding protein을 결합시켜 guide RNA 없이 미토콘드리아와 핵에 존재하는 표적 DNA 서열에 도착할 수 있게 한 것이 핵심기술인 것 같습니다. 향후 미토콘드리아에서 유래하는 질병(Leigh Syndrome, MELAS, MERRF, Kearns-Sayre syndrome 등)의 치료에 적용할 수 있는 의학적인 면과 미토콘드리아의 유전학적 또는 생물학적 탐구에 상당한 기여를 할 것으로 기대한다고 합니다.
향과 관련된 DNA 연구는 주로 쌀의 식향과 관련한 리서치가 많습니다. 이밖에 꽃과 관련된 프래그런스 유전자 연구도 있죠. 유전자 편집이 대수롭지 않은, 보편화된 기술이 되버린 현재의 수준이 걱정되기도 합니다. 외부 생태계와 분리된 실험실 안에서 생태계 교란이라는 문제에 염려 없는 방법으로 좋은 향을 생산하는 기술이 향과 관련된 산업에 적용되고 발전했으면 좋겠다는 생각입니다.
‘permeates into U’는 향과 관련한 과학적인 자료를 바탕으로 작성된 카테고리입니다. 오류 또는 첨가해야할 내용이 있을 경우 해당글 안에서 지속적으로 수정 및 업데이트할 예정입니다.