생체 내로 안전하게 전달되고, 유전자 교정 효과도 탁월
유방암 항암제와 결합했더니 항암 작용 월등해
(서울=내외방송) 생체 내 반응을 방해하지 않으면서도 항암 효능을 극대화할 수 있는 유전자 교정 기술이 개발됐다.
KAIST(한국과학기술원)는 "정현정 생명과학과 교수와 박희성 화학과 교수 공동연구팀이 유전자가위(크리스퍼) 기반 항암 신약으로 크리스퍼 단백질과 화학 약물을 동시에 생체 내에 전달하는 나노복합체를 고안했다"고 최근 밝혔다.
유전자가위 기술은 표적 세포에 정밀하고 영구적으로 유전자 교정을 할 수 있어 암 치료제로서 큰 장점이 있지만, 생체 내에 전달률이 적어 치료 효능이 떨어진다는 문제가 있었다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 크리스퍼 단백질 Cas9에 서로 다른 작용기(화합물의 성질을 결정하는 원자단)가 간단히 결합되는 '클릭 화학 작용기' 내재를 위해 비천연 아미노산을 도입한 '생직교 반응형 Cas9'을 개발했다.
생직교 반응은 살아있는 시스템에서 생화학 과정을 방해하지 않고 일어나는 반응을 말한다.
아주 적은 양의 고분자 물질(분자량이 매우 큰 분자)을 '생직교 반응형 Cas9'에 결합해 생체 내로 안전하게 전달할 뿐만 아니라 유전자를 교정할 수 있다는 것이 확인됐다.
이 원리를 활용해 유방암 항암제로 사용되는 올라파리브를 생직교 반응형 Cas9에 결합해 유전자가위 나노복합체인 '콤바인'을 개발했다.
콤바인을 이용해 유방암 세포와 동물모델에서 확인해봤더니 DNA 복구와 관련된 유전자 교정과 올라파리브의 항암 작용이 기존 항암제나 단독 치료제에 비해 월등했다.
이 연구는 크리스퍼 단백질과 화학 항암제를 하나의 제형으로 만들고, 안전하면서도 효과적으로 생체 내 유전자 교정을 할 수 있어 큰 의의가 있다고 평가받는다.
한편, 마셀 야니스 베하 박사와 임산해, 김주찬 석박사통합과정이 제1저자로 참여한 이 연구는 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 최근 온라인 게재됐다(논문명: Bioorthogonal CRISPR/Cas9-Drug Conjugate: A Combinatorial Nanomedicine Platform).
