과제: 당신의 DNA는 길고 뒤틀린 사다리처럼 보인다. 그리고 그 위에 있는 32억 개의 가로대 각각은 아데닌(A)과 티민(T) 또는 시토신(C)과 구아닌(G)이라는 두 가지 화학적 염기 쌍으로 구성된다.
DNA의 한 염기쌍(예: G-C가 있어야 하는 A-T)의 실수를 점 돌연변이라고 하며, 이러한 독감은 특정 암, 겸상 적혈구 빈혈 및 잠재적인 루푸스를 포함한 수천 가지 질병의 원인이 된다.
일부 CRISPR 도구는 DNA 사다리의 양쪽을 쪼개어 변경하지만 이로 인해 부수적인 손상이 발생할 수 있다. 염기 편집자는 CRISPR 시스템의 일부를 사용하여 염기 쌍의 문자 하나만 변경한다(예: A를 G로 변경). 전체 DNA 이중 나선을 절단하지 않고 점 돌연변이를 수정한다.
기본 편집자는 DNA의 두 가닥을 모두 자르고 이미 사람들에게 시험되고 있는 도구보다 목표를 벗어난 편집을 할 가능성이 적다. 그러나 다른 유전자 편집 기술과 마찬가지로 여전히 실수를 하거나 질병을 변화시킬 만큼 충분한 세포를 편집하지 못할 수 있다.
새로운 소식: 라이스 대학의 연구자들은 새로운 아데닌 염기 편집기를 개발했다. 이는 A-T 쌍을 G-C 쌍으로 전환하는 것을 의미하며, 이는 모든 점 돌연변이 질병의 약 절반의 원인이다.
네이처커뮤니케이션즈에 발표된 연구에 따르면, 새로운 기본 편집기는 내장된 "켜기/끄기" 스위치 덕분에 생쥐 및 인간 세포 배양 테스트에서 기존 시스템보다 더 정확하고 제어하기 쉬웠다.
"현재의 아데닌 염기 편집기는 지속적으로 '켜진' 상태에 있으며, 이는 호스트 게놈의 원하는 수정과 함께 원치 않는 게놈 변화로 이어질 수 있다."라고 수석 저자인 홍지 젱(Hongzhi Zeng)이 말했다.
“우리 팀은 필요에 따라 켜거나 끌 수 있고 비교할 수 없는 수준의 안전성과 정확성을 제공할 수 있는 훨씬 향상된 버전을 만들기 시작했다.”고 그는 계속했다.
작동 방식: 새로운 기본 편집기를 만들기 위해 Rice 팀은 기존 A-to-G 기본 편집기(ABE8e라고 함)를 두 부분으로 분할했다. 그런 다음 한 부분을 한 단백질에 융합시키고 다른 부분을 다른 단백질에 융합시켰다.
두 개의 기본 편집기를 별도로 전달한 후 라파마이신이라는 FDA 승인 항암제를 투여했다. 이로 인해 단백질이 결합되어 기본 편집기가 활성화되었다. 약이 다 소모되면 편집자는 작업을 중단한다.
"신체가 라파마이신을 대사함에 따라 두 조각이 분리되어 시스템이 비활성화된다."라고 젱은 말했다. "온전한 [ABE8e] 편집기와 비교하여 우리 버전은 전체 대상을 벗어난 편집을 70% 이상 줄이고 대상 편집의 정확성을 높인다."
미래 전망: 인간 세포와 생쥐에 대한 테스트는 개발의 첫 번째 단계일 뿐이지만, 연구자들은 분할된 염기 편집기가 점 돌연변이로 인한 질병 퇴치에 유용한 도구가 될 것으로 기대하고 있다.
새로운 기본 편집기를 개발한 연구실의 리더인 쉬에 셰리 가오(Xue Sherry Gao)는 "우리는 훨씬 더 안전한 방법으로 인간 건강 관련 문제를 해결하기 위해 더 높은 정밀도로 분할 게놈 편집 도구를 최종적으로 적용할 수 있기를 바란다"고 말했다.
