툴젠-연세의대 공동, BT분야 광범위 사용

인간의 유전체에 존재하는 약 2,000여개의 징크핑거 유전자들을 분석, 이 중 특정 DNA 염기서열에 특이적으로 결합하는 50여개의 징크핑거들을 골라내 이를 이용하여 특정 유전자를 마음대로 껏다 켰다 할 수 있는 유전자스위치를 개발하는데 성공했다.

국내 바이오벤처 기업 툴젠 김진수(사진) 사장과 연대 원주의대 김현원 교수팀은 공동으로 과학기술부 국가지정연구실사업(NRL)의 일환으로 수행중인 "산업미생물 형질개량을 위한 유전자조절 방법으로서의 맞춤 전사인자 개발(연구책임자 :김진수 박사)" 과제의 수행을 통해 개발한 진그립(GeneGrip) 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

이번 성과는 학술지 네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology) 3월호에 연구논문으로 게재될 예정이다.

연구팀에 따르면 이 징크핑거들을 모듈로 사용해서 DNA 결합단백질을 만들고 여기에 전사활성화 또는 전사억제 인자를 붙여 인공 유전자스위치를 만드는 진그립 기술을 개발했다.

이렇게 개발된 유전자스위치를 이용해서 심혈관질환, 암에 있어서 중요한 작용을 하는 혈관형성인자(VEGF, Vascular Endothelial Growth Factor)의 유전자 발현을 활성화시키는 유전자스위치를 개발하는데 성공했다.

진그립기술은 세계 최초로 인간유전체에 존재하는 징크핑거들을 이용하여 손쉽게 다수의 유전자스위치를 제조하는 기술이다. 징크핑거(zinc finger)는 전사인자(transcription factor)내에 주로 발견되는 DNA 결합단백질로 징크 이온을 중심으로 손가락모양의 2차구조를 이루고 있다.

이 기술은 징크핑거들을 세포 내에서 활성을 측정하여 골라낸 다음 이를 이용해 유전자스위치를 만들었기 때문에 돌연변이를 도입해 인공 유전자스위치를 만드는 기존 방법에 비해 생체 내 활성이 훨씬 우수하며, 향후 인간에 대한 치료제 개발시 면역반응을 최소화할 수 있는 등 여러 가지 장점을 지닌다.

안티센스나 RNAi 기술 등의 기존기술들과 비교할 때, 유전자를 양방향으로 조절할 수 있고 가역적인 조절이 가능한 점 등의 우수한 장점들을 가지고 있다.

연구팀은 진그립 기술은 세계적으로 경쟁력있는 원천기술로 광범위한 분야에 적용할 수 있는 기반을 확보했다고 밝혔다.

또 연구를 통해 골라진 징크핑거 물질과 유전자스위치를 만드는 방법에 대한 특허를 출원함으로써 이 징크핑거들을 이용하여 만들 수 있는 모든 유전자스위치에 대한 권리를 확보했다고 설명했다.

연구팀은 "이 기술을 이용해서 맞춤식 DNA결합단백질을 만들어 유전자스위치를 개발할 수 있다"며 "개발된 기술은 미생물, 식물, 동물, 인간의 유전자 조절에 광범위하게 활용될 수 있는 것으로 농업, 화학, 환경, 의약, 에너지 등 생명체와 관련 있는 모든 생명공학 분야에 걸쳐 폭 넓은 활용이 가능하다"고 강조했다.

김진수 박사는 "진그립 기술을 활용, 유전자치료제, 세포치료제 등의 치료제 개발을 수행하고 있으며, 새로운 유전자의 기능을 밝히는 기능유전체학에 적용하고 있다"고 말했다.

또 단백질치료제의 수율향상 및 품질개선을 위한 동물세포주 개량, 현재 국가지정연구실 연구과제로 추진중인 항암제, 항생제 등 유용물질을 생산하는 미생물균주의 개량 등에 적용하는 연구를 진행하고 있다고 덧붙였다.

과기부는 진그립 기술을 필요로 하는 생명공학회사 또는 제약회사에 기술을 제공하고, 장기적으로는 유전자스위치를 이용한 치료제를 개발하는데 주력할 계획이다.

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