생명연 "유전자 조절기술로 '조로증' 원인 정밀 억제"

유전자 가위로 조로증의 원인 유전자를 정밀 제거하는 기술이 국내에서 개발됐다.

한국생명공학연구원(이하 생명연)은 미래형동물자원센터 김선욱 박사 연구팀이 차세대 유전자 조절 기술로 조로증의 원인을 정밀하게 억제할 새로운 치료법을 세계 최초로 개발했다고 28일 밝혔다.

미래형동물자원센터 김선욱 박사. 한국생명공학연구원 제공

조로증은 생후 1~2년이 지난 시점부터 피부에 주름이 생기고 뼈와 혈관이 급속도로 노화되는 유전질환이다. 평균 기대수명은 14.5년에 불과하다. 800만명 중 1명에게서 발생할 만큼 희귀 난치성 질환에 속한다. 그간 완치할 수 있는 치료법은 개발되지 않았던 상황이다.

그나마 '로나파닙(조킨비)'은 미국 FDA가 승인한 유일한 치료제로 활용됐다. 다만 1회 투여 비용만 14억원에 달하고, 수명을 연장할 수 있는 기간이 2.5년가량으로 짧아 실효성이 떨어졌다.

또 다른 치료제와 병용이 필요한 점과 부작용의 위험이 있는 점은 조로증을 치료하는 근본적 해결 방법으로 활용하는 데 한계로 작용했다.

하지만 생명연의 새로운 치료법 개발로 조로증 치료 가능성도 커졌다. 새로운 치료법은 병의 원인이 되는 유전자(RNA)를 정확하게 잘라내고 정상 기능은 유지하는 안전성 확보가 가능하다.

조로증은 LMNA 유전자에서 생긴 하나의 돌연변이 때문에 발생한다. 이 돌연변이는 세포 안에서 '프로제린(progerin)'이라는 비정상적인 단백질을 만든다. 이 단백질은 세포의 핵 구조를 망가뜨리고, 세포를 빠르게 노화시킨다. 이 때문에 조로증 환자는 노인처럼 뼈가 약해지고 혈관이 굳어져 결국 주요 장기의 기능이 멈추는 것으로 알려졌다.

이에 연구팀은 이 프로제린 유전자를 정상 유전자와 구별해 정확히 골라내는 RNA 가위(RfxCas13d, 프로제린 gRNA)를 만들었다. 이 RNA 가위는 정상적인 단백질을 손상하지 않고 병의 원인이 되는 단백질만 정밀하게 제거할 수 있다.

RNA 타겟 유전자치료제의 작용기전 및 기대효과 대표도. 한국생명공학연구원 제공

특히 이 기술은 DNA를 건드리지 않고 RNA만을 조절해 기존 유전자 편집기술(CRISPR-Cas9)보다 안전성이 월등하게 높다. 또 실수로 다른 유전자까지 자를 위험이 거의 없고, 다른 유전자를 잘랐더라도 되돌릴 수 있는 혁신적인 치료법으로 개발됐다.

연구팀이 RNA 치료법을 실제 조로증 유전자를 가진 생쥐 모델에 적용했을 때 털 빠짐, 피부 위축, 척추 기형, 운동 능력 저하 등 조로증 증상이 눈에 띄게 개선된 것이 확인됐다.

무엇보다 체중 증가와 함께 생식기관·심장·근육의 기능이 회복되면서 건강한 생쥐에 가까운 모습을 보였다.

생명연은 이번 연구가 단순한 질병 치료기술을 넘어 노화의 근본 원인을 정밀하게 조절할 수 있는 가능성도 함께 열 것으로 내다본다. 실제 연구팀은 나이가 든 사람의 피부 세포에서 프로제린이 서서히 증가하는 것을 확인하고, RNA 가위 기술로 자연적인 노화 현상을 일부 억제할 수 있는 실험 결과를 얻었다.

연구책임자인 김선욱 박사는 "이번 기술은 조로증 뿐 아니라 RNA 편집 오류로 발생하는 다른 유전질환의 15% 이상에 적용할 수 있다"며 "연구팀이 개발한 RNA 치료법은 앞으로 노화 관련 질병은 물론 암, 신경퇴행성 질환 등에 확장해 적용할 수 있는 플랫폼 기술이 될 것"이라고 말했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr