[충청투데이 조정민 기자] 한국 연구진이 기존에 ‘끄는 기능’에 치중했던 한계를 넘어 유전자를 켜고 끄는 것을 동시에 구현할 수 있는 혁신적 시스템을 세계 최초로 개발하며 합성생물학 기반 바이오산업의 새로운 패러다임을 열었다.
21일 KAIST에 따르면 이주영 공학생물학대학원 교수와 노명현 한국화학연구원 박사 공동연구팀이 대장균에서 원하는 유전자를 동시에 켜고 끄는 것이 가능한 새로운 이중모드 크리스퍼 유전자 가위 시스템을 개발했다.
유전자를 켜고 끈다는 것은 전등 스위치를 올리고 내리듯 세포 속 유전자 작동 여부를 조절해 켜면 단백질이나 물질 생산이 활발해지고 끄면 생산이 억제된다.
유전자 가위 기술은 21세기 생명공학의 가장 혁신적인 도구로 평가받고 있다.
특히 합성생물학의 기반이 되는 박테리아는 구조가 단순하고 빠르게 증식하면서도 다양한 유용 물질을 생산할 수 있다.
따라서 박테리아에서의 유전자 활성화는 ‘미생물 공장’을 설계하는 핵심 기술로 산업적 가치가 매우 크다.
합성생물학의 핵심은 생명체의 유전자 회로를 프로그래밍하듯 설계해 원하는 기능을 수행하도록 만드는 것이다.
연구팀이 개발한 이중모드 유전자 가위는 이 같은 정밀한 유전자 조절을 가능하게 하는 핵심 도구다.
이주영 KAIST 공학생물학대학원 교수는 “이번 연구는 유전자 가위와 합성생물학을 결합해 미생물 생산 플랫폼의 효율을 크게 높인 성과다”라며 “하나의 시스템으로 복잡한 유전자 네트워크를 제어할 수 있어 새로운 연구 패러다임을 제시했다”고 전했다.
문수영 KAIST 생명과학연구소 박사후 연구원이 제 1저자인 이번 연구 결과는 분자생물학 분야 최고 권위지인 ‘Nucleic Acids Research'에 지난 달 21일 온라인 게재됐다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단과 보스턴코리아 공동연구개발 사업의 지원으로 수행됐다.
조정민 기자 jeongmin@cctoday.co.kr