KoNIBP 재단법인 국가생명윤리정책원 (KOREA NATIONAL INSTITUTE FOR BIOETHICS POLLICY)

HIV는 크리스퍼 유전자편집기술로 제대로 기능을 못하게 만드는 활동을 방어할 수 있다는 연구결과가 나옴. 그 바이러스의 유전체에 대한 싹둑 자르는 것(snipping)이 수반되는 편집행위는 그 바이러스가 공격에 저항하도록 돕는 돌연변이를 야기할 수 있음. 지난 3년 동안 몇몇 연구에서 HIV를 퇴치하기 위한 크리스퍼-Cas9 유전자 편집기술이 탐색되어 왔음.

셀 리포트(Cell Reports) 저널에 실린 한 연구에서는 HIV가 일을 못하게 하는 도구가 주어진 감염된 T세포를 이용함. 2주 후에 T세포는 크리스퍼 공격을 피하게 만드는 바이러스 입자의 복사본을 쏟아 냈음. DNA 염기서열분석에서는 그 바이러스가 돌연변이를 만들어냈다는 것이 드러남. 그 돌연변이는 크리스퍼의 Cas9 효소가 자르도록 프로그래밍된 것과 매우 비슷한 염기서열(sequence)을 가졌음.

이 연구결과는 놀라운 것은 아니며(HIV는 이미 모든 종류의 항바이러스제에 대해 내성을 발달시키는 능력을 보여줬음), 그 유전체 물질이 효소에 의하여 복사되었기 때문임. 바이러스가 기능하는 것은 멈췄지만, 돌연변이는 HIV에게 이득이 되었고, HIV가 공격을 피하게 해줬음.

연구팀은 HIV가 크리스퍼를 이겨내게 만든 돌연변이가, 복사과정 오류때문이 아니라, Cas9 효소가 바이러스의 DNA를 자를 때 발생했다고 주장함. DNA가 잘릴 때, 숙주세포는 그 공격으로부터 회복하려고 노력하며, 때로는 DNA 문자(letters; A, C, G, T)를 도입하거나 삭제하곤 함. 이러한 ‘삽입-결실(indels)’은 흔히 잘린 유전자에서 비활성상태가 되지만, 때로는 그렇지 않을 수 있음. 연구팀은 T세포의 시스템(machinery)이 만든 몇몇 삽입-결실이 침입하는 HIV의 유전체가 복제되고, 다른 세포를 감염시킬 수 있게 둔다고 생각함. 더 심각한 것은, 염기서열 내 변화는 바이러스가 인지될 수 없고, 같은 시스템을 가진 T세포의 표적이 될 수 없다는 것을 의미함.

이와 비슷한 연구가 네이처 자매학술지인 분자치료(Molecular Therapy) 저널에도 실림. 이 연구팀은 HIV가 크리스퍼를 이겨낸 것 자체는 놀랍지 않지만, 그 속도가 빨라 놀라웠다고 함.

두 연구의 연구자들은 여러 HIV 필수유전자를 한 번에 비활성화시키거나, 크리스퍼를 HIV를 공격하는 약물과 조합하여 이용하는 방식으로 이러한 문제가 극복될 수 있을 것이라고 생각함. T세포를 HIV 침입에 대해 저항할 수 있도록 만드는 유전자편집치료는 더 힘들 것으로 보임. 다만 효소(zinc-finger nucleases)를 이용한 유전자편집기술 임상시험은 진행되고 있음. 한 전문가는 크리스퍼를 이용한 치료가 바이러스를 공격하는 데 적합한 것인지 여부가 의문이라고 밝힘.

[Nature News] HIV overcomes CRISPR gene-editing attack

HIV can defeat efforts to cripple it with CRISPR gene-editing technology, researchers say. And the very act of editing — involving snipping at the virus’s genome — may introduce mutations that help it to resist attack............

기사 : http://www.nature.com/news/hiv-overcomes-crispr-gene-editing-attack-1.19712

사진 : National Institutes of Health/Stocktrek Images/Getty Images

Cell Report

Available online 7 April 2016  doi:10.1016/j.celrep.2016.03.042
"CRISPR/Cas9-Derived Mutations Both Inhibit HIV-1 Replication and Accelerate Viral Escape"
Zhen Wang, Qinghua Pan, Patrick Gendron, Weijun Zhu, Fei Guo, Shan Cen, Mark A. Wainberg, Chen Liang

저널 : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124716302984

Molecular Therapy
(2016); 24 3, 522–526. doi:10.1038/mt.2016.24
"CRISPR-Cas9 Can Inhibit HIV-1 Replication but NHEJ Repair Facilitates Virus Escape"
Gang Wang, Na Zhao, Ben Berkhout and Atze T Das

저널 : http://www.nature.com/mt/journal/v24/n3/full/mt201624a.html