올레산 증가하는 대두…유전자가위로 만든다

기초과학연구원 연구팀, 신형 유전자가위로 만들어내

▲DNA를 매개로 사용하지 않고 신형 유전자가위 'Cpf1'를 직접 대두와 야생담배 세포에 주입했다.[사진제공=IBS]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 신형 유전자가위(크리스퍼 Cpf1, CRISPR Cpf1)를 이용해 대두에서 올레산이 증가할 수 있도록 하는데 성공했다. 대두에서 분리한 원형질체에 크리스퍼 Cpf1을 주입해 불포화 지방산 합성에 중요한 유전자인 FAD2를 교정했다. FAD2는 올레산(oleic acid)을 리놀레산(linoleic acid)으로 전환한다.

FAD2 유전자에 변화를 주면 올레산 수준이 증가한다. 올레산은 올리브유의 주성분이 되는 불포화지방산으로 혈압을 떨어트리고 콜레스테롤 수치를 낮추는 기능이 있다.

또 이번 연구에서 흔히 먹는 작물인 대두뿐 아니라 야생담배에서도 Cpf1 유전자가위를 직접 주입해 유정자 교정이 가능하다는 사실을 확인했다. 연구팀은 야생담배에서 AOC 유전자를 교정했다. AOC 유전자는 식물의 생장과 발달, 호르몬 합성에 주된 역할을 한다고 알려져 있다.

기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 유전체 교정 연구단(김진수 단장) 식물 연구팀이 DNA를 사용하지 않고 크리스퍼 Cpf1으로 대두와 야생담배 유전자 교정에 성공했다.

유전자가위는 특정 DNA 염기를 찾아가는 가이드인 크리스퍼RNA(crRNA)와 그곳을 자르는 절단효소로 구성된다. 크리스퍼 Cpf1은 최근 널리 활용되고 있는 '크리스퍼 Cas9 유전자가위'에서 사용되는 절단효소인 Cas9 대신 Cpf1 이라는 절단효소를 사용한다.

Cpf1은 구조적 차이로 인해 Cas9보다 결합하는 RNA 길이가 짧아 조작이 간편하다. 실험적으로 Cas9에 비해 정확도가 더 높다고 증명된 바 있어 3.5세대 유전자가위로 주목받고 있다.

이번 연구에 참여한 김상규 연구위원은 "우리나라에서 이 기술을 활용해 형질이 개선된 작물을 만들기 위해서는 유전자 교정 작물에 대한 사회적 논의도 함께 이뤄져야 한다"고 말했다.

김진수 단장은 "유전물질(DNA)을 사용하지 않고 신형 유전자가위로 주요 작물인 대두의 유전자를 정확하게 교정할 수 있음을 밝혔다"고 의미를 강조했다. 연구결과는 생명과학과 화학분야 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 2월16일 온라인판(논문명:CRISPR/Cpf1-Mediated DNA-Free Plant Genome Editing/Nature Communications)에 실렸다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr