사진=연합뉴스
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유전자 가위란 어떤 기술일까.

1일 방송된 KBS1 '도전 골든벨' 광주제일고등학교 편에서는 2학년 문준석 군이 최후의 1인으로 남아 마지막 골든벨 문제에 도전했다.

마지막 문제는 "얼마 전 미국 연구진은 이 기술을 파충류에 적용해 온몸이 흰 알비노 도마뱀을 만드는 데 성공했습니다. 이 기술은 세균 면역시스템에서 중요한 역할을 하는 단백질을 이용해 외부에서 침투한 바이러스의 증식을 막거나 특정 유전자만 잘라 세포 유전체를 교정하는 것으로 대상 생물의 목표 DNA 부분을 정교하게 자르고 수정하는 일종의 '유전자 가위 기술'입니다. 이 기술은 에이즈, 혈우병 등 유전질환을 치료하고 미래 식량난 해결 등 다양한 분야에 획기적인 변화를 가져올 것으로 기대되지만 일각에서는 생태계 파괴 및 맞춤형 아기 탄생이라는 윤리적 문제에 대해 우려하는 목소리도 있는데요. 유전체 특징을 활용한 3세대 유전자 교정 기술로 흔히 '이것' 유전자 가위라고 하는데 이것은 무엇일까요?"라는 문제가 출제됐다.

정답은 ‘크리스퍼 유전자 가위’로, 유전자 가위란 특정 염기서열을 인지하여 해당 부위의 DNA를 절단하는 제한효소로서, 인간 세포와 동식물 세포의 유전자를 교정하는 데 사용된다.

이 중 3세대인 크리스퍼 유전자가위는 교정하려는 DNA를 찾아내는 RNA(리보 핵산)와 DNA를 잘라내는 제한효소인 Cas9를 결합하여 만든 것으로 2012년 말에 개발됐다. 안내 역할을 하는 RNA가 교정을 목표로 하는 DNA 염기서열에 달라붙으면 Cas9가 DNA의 특정 부위를 잘라내는 방식으로 진행되는데, 1세대 및 2세대와 달리 복잡한 단백질 구조가 없고 DNA 절단 정도가 더욱 깊다.

이전 세대의 유전자가위들과 달리 오작동에 대한 보호장치가 없어 자칫하면 엉뚱한 부분을 잘라내 돌연변이를 일으킬 수 있다는 것이 치명적 단점이긴 하지만, 과거에는 유전자 하나를 잘라내고 새로 바꾸는 데 수개월에서 수년씩 걸리던 것이 크리스퍼가 개발되면서 수일 이내로 단축되었을 뿐 아니라 동시에 여러 군데의 유전자를 손볼 수도 있게 되는 등 유전자 교정에 획기적인 발전이 이뤄졌다.

다만 개발 이후 각종 동물이나 식물의 형질 개량, 질병 치료, 해충 퇴치부터 인간 배아의 유전체를 교정하는 실험까지 여러 방면의 연구에 활용되고 있으나, 이에 따른 생태계 파괴나 윤리적 문제에 대한 우려도 제기된다.

정영식 기자

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