어레이 크리스퍼 스크리닝 방법 모식도(한국화학연구원 제공)© News1

국내 연구진이 안정적이면서 효율적으로 바이러스 숙주인자를 찾을 수 있는 기술을 개발했다.

한국화학연구원은 CEVI 융합연구단 바이러스 예방팀 김천생 박사가 기초과학연구원(IBS) 유전체 교정연구단 김진수 단장 연구팀과 바이러스 질병 치료와 관련, 크리스퍼 유전자 가위 기술을 활용한 새로운 어레이 스크리닝법을 개발했다고 28일 밝혔다.최근 기후 변화 및 교역·여행의 증가로 메르스, 지카 등 신‧변종 바이러스 질병이 인류의 생존을 위협하고 있다. 이를 예방하고 진단‧치료하기 위한 기술이 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 

바이러스 감염 치료법에는 바이러스 자체를 죽이는 방법과 바이러스 증식에 관여하는 숙주인자 기능을 억제하는 방법이 있다.

연구팀은 이 가운데두 번째  치료법과 관련, 바이러스 숙주인자를 찾아내기 위한 스크리닝 기술을 개발했다.연구팀은 세포를 96개의 홈이 있는 실험 접시(96-well plate)에 가지런히 놓고 크리스퍼 유전자 가위를 활용해 각기 다른 세포 속 약 1500개의 유전자를 표적해 잘랐다.

이후 바이러스를 각 세포에 넣어 어떤 세포에서 바이러스가 증식하고 어떤 세포에서 억제되는지 관찰했다.

이를 통해 억제된 세포에 어떤 유전자가 잘려있는지 파악하는 바이오인포매틱스 분석으로 바이러스에 관여하는 숙주인자 ACBD3 등 10여개를 찾았다.

이 기술은 기존 혼합 스크리닝법과 어레이 스크리닝법의 장점만 취득했기 때문에 바이러스 증식에 영향을 미치는 다양한 숙주인자를 효율적으로 정확하게 찾아낼 수 있다.

또 이 기술은 신종 바이러스를 포함해 다양한 바이러스 연구에 적용할 수 있다. 숙주인자 기능을 억제해 바이러스 증식을 막는 방식의 항바이러스 치료를 개발할 수 있으며, 숙주인자의 기능을 밝혀 바이러스와 숙주 세포의 상관 관계의 이해를 높일 수 있다.

연구팀은 메르스, 지카 바이러스 등의 숙주인자를 밝히기 위해 연구 중이다.

김천생 박사는 “세계적으로 혁신적인 연구가 진행되고 있는 크리스퍼 유전자 기술을 바이러스 연구에 적용해 바이러스 치료제나 예방 백신 개발에 응용할 수 있는 있는 기반을 마련했다”며 “향후 적용 분야 확대를 위한 연구에도 박차를 가할 계획”이라고 밝혔다.

김진수 단장은  “기존의 두 스크리닝법의 장점만 취해 개발한 새로운 어레이 스크리닝법은 규모가 큰 스크리닝에 응용성이 있다"며 "향후 바이러스 인자를 찾고 연구하는 데 강력한 분석 도구로 활용될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 개인연구지원사업과 국가과학기술연구회융합연구사업, 기초과학연구원(IBS)의 지원으로 수행됐다.

이번 연구 성과는 유전체(genome) 연구의 세계적인 권위지 ‘지놈 리서치(Genome Research)’ 2018년 6월호에 실렸다.


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