KoNIBP 재단법인 국가생명윤리정책원 (KOREA NATIONAL INSTITUTE FOR BIOETHICS POLLICY)

※ 기사. Mitochondrial genome editing: another win for curiosity-driven research

https://www.nature.com/articles/d41586-020-02094-x

미생물학자 Joseph Mougous는 미생물들의 전쟁을 연구할 다수의 이유가 있음. 가령 세균들 사이의 싸움을 이해하는 일은 왜 어떤 미생물이 동물과 사람을 아프게 하는지를 배우는 데 도움이 됨. 하지만 연구들이 종종 그렇듯, 한 가지 문제를 이해하려는 그의 시도는 다른 무언가를 위한 도구를 만들어 냈음.

시애틀의 워싱턴대학에 재직 중인 Mougous와 그의 동료들은 한 특이한 효소를 가지고 어떻게 세포의 중요한 에너지 생성 기관인 미토콘드리아의 게놈을 편집할 수 있었는지 설명했음.

미토콘드리아 DNA의 돌연변이가 Leber 선천시신경병증처럼 시각 손실, 근육약화, 심장 문제 등을 초래하는 심각한 장애들을 일으키기 때문에 그 발견은 중요성을 지님. 이런 질병들은 장차 게놈 편집에 의해 치료될 수 있겠지만, 현재의 방법은(CRISPR–Cas9을 포함해서) 미토콘드리아 게놈을 정확하게 바꾸지 못함. 중요한 요소들이 막으로 둘러싸인 미토콘드리아 속으로 들어가지 못하기 때문.

Mougous 연구팀은 원래 세균들이 서로 싸우면서 독소를 방출하는 방법과 그것이 세균의 생태계에 미치는 영향에 대해 밝히고자 했음. 그들은 연구를 위해 흔적을 남기는 독소가 필요했고, 따라서 세균이 공격한 유기체의 DNA를 바꿀 수 있는 독소를 찾기로 했음.

그들은 DddA라고 불리는 효소를 추적하기로 했음. 이 효소는 세균이 세포를 공격할 때 DNA의 염기 C를 U로 바꿈. 이것은 DNA 복제기전에서 T로 읽힘. Mougous 연구팀은 세균의 전투 현장에서 이런 C에서 T로의 전환을 추적함. 이는 독소가 세균의 생태계를 형성해왔다는 표시임.

하지만 연구자들은 대부분의 비슷한 효소들이 단일가닥 DNA를 변형시키는 반면 DddA는 이중가닥 DNA를 바꾼다는 점에서 특이함을 발견. 또한 글들은 약간의 조정만으로 DddA를 이중가닥 미토콘드리아 게놈을 편집하는 데 사용할 수 있음을 발견.

이 발견은 비록 그것이 엄청난 양의 추가 연구와 개선, 그리고 유전질환 적용에 대한 주의 깊고 폭넓은 윤리적 검토를 요한다 할지라도, 인간이 미토콘드리아 장애를 치료할 수 있는 잠재력을 가지고 있음. 이것은 항생제 연구에 새로운 활력을 불어넣을 수도 있음. 많은 항생물질이 토양 미생물에서 유래하고 미생물의 유전자를 편집하는 것은 새로운 유용한 화학물질을 생산할 수 있음. 그것이 동물의 미토콘드리아를 편집하여 질병을 연구하는 모델을 만들고 치료제를 찾는데 활용될 수 있음. 환경과 산업 분야에 대한 잠재적 활용도 가능함.