유전자 편집 기술이란? 기술 원리 및 장단점_대표 5가지 사례

안녕하십니까, 

부매경입니다. 

 

오늘은 유전자 편집기술, 즉 유전자 가위에 대해서 알아보겠습니다. 

 

유전자 편집기술, 출처 : Broad Institute 캡쳐

 

유전자 편집 기술이란

 

• DNA 분자 내의 특정 유전자를 수정, 추가 또는 삭제하는 기술
• CRISPR-Cas9, TALEN, Zinc Finger Nucleases 등의 도구로 유전자 조작

유전자 가위라고도 하는 유전자 편집기술은 현대 생명 과학 분야에서 혁신적인 기술 중에 하나입니다. 이 기술은 유전자 수정, 추가 또는 삭제하여 질병 치료, 유전자 치료, 농생산물 생산성 향상 등 다양한 분야에 혁신을 가능하게 합니다. 

가장 널리 사용되는 유전자 편집 기술 주 하나인 크리스퍼(CRISPR) 유전자가위에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 

 

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유전자 편집 기술 원리

1. 크리스퍼(CRISPR) 시스템 선택 

• 크리스퍼 단백질과 가이드 RNA로 구성된 시스템 선택 
• 유전자의 DNA 서열을 선택된 시스템에 복사

 

2. 가이드 RNA(gRNA) 디자인 

• 가이드 RNA는 유전자를 특정하여 인식하고 Cas9 효소를 해당 위치로 이동시키는 역할
• 가이드 RNA는 수정하려는 목표 지점을 정하게 됨 

 

3. Cas9 효소 활용

• 가이드 RNA가 목표 유전자와 결합하며 Cas9효소가 해당 위치로 이동하여 DNA 절단

 

4. DNA 수정 

• 유전자가 절단되면 세포는 DNA 수리하려고 하며, 이때 유전자 수정이 발생  

 

크리스퍼 유전자 가위, 출처 :  https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Crispr.png

 

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유전자 편집 기술 장점

• 유전질환 치료 : 유전질환의 치료 및 예방
• 농업 및 식량 생산성 개선 : 작물의 유전장 수정을 통해 수확량 증가
• 면역치료 : 면역세포를 강화하여 암세포와 싸울 능력 향상
• 감염 질환 예방 : 모기나 진드기 등 유전자 수정하여 감염 질환 전파 감소 
• 환경 보전 : 멸종 위기에 처한 동뮬의 유전적 다양성 복원

 

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유전자 편집 기술 단점

• 윤리적 문제 : 인간 유적자 편집은 윤리적 지침과 규제가 필요
• 예상치 못한 결과 : 유전자 편집으로 새로운 질병 발생 가능
• 기술적 제한 : 유전자 편집 기술은 현재 복잡한 유전자 편집은 어려움
• 생태학적 영향 : 생태계 악영향을 초래할 가능성 

 

유전자 편집 기술은 혁신적이지만 복잡한 윤지적, 기술적, 사회적 문제와 함께 제기되는 단점이 있습니다. 따라서 유전자 편집 기술은 신중하게 연구, 개발되어야 하며, 규제와 윤리적인 지침이 반드시 필요합니다. 

 

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유전자 편집 적용 분야

• 의학 및 유전자 치료 : 유전적 질환 교정, 암 유전자 기반 치료, 신체 내 장기의 이식 
• 농업과 식품 생산 : 작물의 저항력 향상, 수확량 증가, 해충 피해 감소 등 농업 생산성 향상
• 환경보전 : 멸종 위기에 처한 종의 보전 

 

유전자 편집 기술은 의약, 농업, 환경 등 다양한 분야에서 적용되고 있으며, 상세 적용 사례는 다음장에 상세 설명되어 있습니다. 

 

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유전자 편집 적용 사례

• 유전자 치료제 : 레버 스피너균과 같은 유전적 질환은 유전자 치료를 통해 정상적인 유전자로 수정 가능
• 암 치료 : 종양 억제자 또는 면역 제어 유전자를 조절하여 암세포의 성장을 억제하여 암 치료 효과 향상
• 유전적 성별 수정 : 유전자로 인한 성별 결정을 바꿀 수 있는 가능성 연구
• 말라리아 예방 : 모기 유전자를 수정하여 말라리아에 저항성을 부여, 말라리아 전파를 제어하는 연구 
• 줄기 세포 치료 : 환자의 줄기 세포를 수정하여 신경 세포, 심장 세포 등을 생산하거나 치료에 활용

 

최근 유전자 가위로 난치병인 백혈병을 치료, 조류독감 유전자를 자른 닭 등 다양한 분양에서 유전자 편집기술, 유전자 가위를 활용한 연구가 진행 중에 있습니다. 

 

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유전자 편집 기술 찬반

유전자 편집은 윤리적 논의와 규제에 많이 주목받고 있습니다. 인간 유전자 편집의 윤리적 한계, 유전자 편집된 유전자가 세대를 거쳐 미치는 영향, 상업적으로 활용될 경우 다양한 윤리적 문제가 발생할 것으로 예상하고 있으며, 이러한 이유로 연구에 대한 투명성과 규제에 대한 기준 강화가 필요하다는 의견이 많습니다. 

 

이상입니다. 감사합니다. 

 

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