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DNA 염기 하나만 바꾸는 '염기교정 유전자가위' 첫 규명

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후이예 작성일19-09-24 05:53 댓글0건

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김진수 IBS 유전체 교정연구단장 연구팀, 한양대 배상수 교수팀 공동연구
아데닌 염기교정 유전자가위, 유전질환 및 농축산물 품종 개량 적용 가능
【서울=뉴시스】기초과학연구원 유전체 교정 연구단 김진수 단장 연구팀은 한양대 배상수 교수팀과 공동연구를 통해 ‘아데닌 염기교정 유전자가위가 특정한 위치에서 시토신 염기를 바꿀 수 있다는 사실을 최초로 입증했다. 왼쪽부터 김진수 단장, 배상수 교수. (사진/IBS 제공) [email protected]

【서울=뉴시스】이국현 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 김진수 유전체 교정연구단장 연구팀과 한양대 배상수 교수팀이 공동연구를 통해 '아데닌 염기교정 유전자가위'가 특정한 위치에서 시토신 염기를 바꿀 수 있다는 사실을 최초로 입증했다고 24일 밝혔다.

아데닌 염기교정 유전자가위의 새로운 기능이 확인되며 향후 새로운 유전자가위 활용의 길이 열릴 것으로 전망된다.

미국 하버드 대학 연구진이 처음 개발한 아데닌 염기교정 유전자 가위는 DNA 염기순서 중 아데닌(A)을 구아닌(G)으로 치환하는 분자생물학적 도구로 DNA의 한 쪽 가닥을 자르는 Nickase Cas9(nCas9)과 아데닌 염기를 분해하는 탈아미노효소로 구성돼 있다. 하지만 인공적으로 개발된 탈아미노효소의 기능은 아직 규명되지 않았다.

이로 인해 연구진은 향후 아데닌 염기교정 유전자가위를 활용하기 위해서는 탈아미노효소의 특성과 작용 효과를 이해하는 추가 연구가 필요하다고 판단했다.

이에 인간 유전체의 다양한 타겟을 선정해 아데닌 염기교정 유전자가위를 처리한 후 DNA 시퀀싱을 통해 이를 분석했다. 그 결과 인간 유전체 22개 중 2개가 아데닌이 아닌 시토신으로 치환되는 것으로 확인됐고, 추가적인 연구를 통해 구아닌·티민 등으로도 바뀔 수 있다는 점을 확인했다.

【서울=뉴시스】아데닌 염기교정 유전자가위의 시토신 치환 모식도. 아데닌 염기교정 유전자가위는 크리스퍼 유전자가위와 아데닌 탈아미노효소가 결합된 형태로써, DNA 서열 중 아데닌(A)을 찾아 구아닌(G)으로 교체할 수 있다고 알려져 있다. 연구진은 아데닌 염기교정 유전자가위가 그림처럼 5‘-TCC-3’와 같은 시토신이 두 개 이상인 시퀀스에서 시토신(C)을 티민(T) 또는 구아닌(G)과 같은 다른 염기로 정교하게 교정할 수 있다는 것을 밝혀냈다.(그림/기초과학연구원 제공) [email protected]

배상수 교수는 "아데닌 염기교정 유전자가위의 새로운 가능성이 입증된 만큼 앞으로 아데닌 염기를 교정할 때는 시토신 염기 치환에 대한 주의가 필요하다"며 "한편으로 특정한 위치에서 시토신 단일 염기 변이를 유도하거나 교정하는 유전자 및 줄기세포 치료제 개발, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등에 활용될 수 있다"고 밝혔다.

연구성과는 네이처 바이오테크놀로지 온라인에 게재됐다.

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고양이는 주인과 유대감을 잘 형성하지 않는다는 통념과 달리 인간 아기나 개와 비슷하게 보호자와 유대감을 형성한다는 연구결과가 나왔다. 안정 애착을 형성한 고양이는 주인을 안전기지 삼아 활달하게 주변 환경을 탐험하는 모습을 보인다. 오리건주립대 제공 고양이는 고독을 즐기고 주인과 유대감을 잘 형성하지 않는 애완동물이라는 통념이 있다. 이러한 고정관념과 달리 고양이도 아기나 개와 비슷하게 보호자와 유대감을 형성한다는 연구결과가 나왔다.

크리스틴 비탈레 미국 오리건주립대 동물학부 박사후연구원 팀은 고양이가 인간과 유대감을 잘 형성하지 못한다는 통념과 달리 인간 아기나 개와 비슷한 애착 관계를 형성한다고 이달 23일 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’에 발표했다.

애착은 양육자나 특별한 사회적 대상과 형성하는 친밀한 정서적 관계를 뜻하는 심리학 용어다. 애착 이론에 따르면 인간 아기는 3세 내로 보호자와 안정 애착과 회피 애착, 양가 애착 등 다양한 애착 관계를 형성한다. 안정 애착을 갖는 아기는 양육자가 없어도 곁에 다시 돌아올 것이라는 신뢰를 보인다. 반면 불안정 애착을 갖는 아기는 양육자가 나가도 별 저항을 보이지 않고 돌아와도 무관심한 회피 애착 혹은 양육자가 사라지면 불안에 휩싸이고 돌아와도 쉽게 안정을 찾지 못하고 안아 달라는 식의 양가 애착을 보인다.

연구팀은 고양이와 주인 간 애착 관계를 파악하기 위해 인간 아기와 개의 애착 관계를 파악할 때 수행하는 실험과 같은 심리 실험을 고양이에게 실시했다. 고양이는 보호자와 함께 낯선 환경의 방에 들어가 2분을 보낸다. 이후 보호자가 방을 나가고 고양이는 2분간 낯선 곳에 홀로 놓인다. 연구팀은 이후 보호자가 다시 들어올 때 고양이의 반응을 조사해 고양이의 애착 종류를 파악했다.

관찰 결과 고양이가 보호자와 형성한 애착에 따라 움직이는 동작이 달랐다. 안정 애착을 가진 고양이는 스트레스를 받지 않고 주변 환경을 탐험하는 등 보호자와 환경 사이 주의력을 통제한다. 반면 불안정 애착을 가진 고양이는 꼬리를 씰룩거리거나 입술을 핥는 등 스트레스 징후를 보인다. 회피 애착을 가진 고양이는 보호자로부터 멀리 떨어져 구석에 가만히 웅크리고 앉는다. 양가형 애착을 가진 고양이는 보호자의 무릎에 뛰어올라 움직이지 않고 매달린다.

주인과 불안정 애착을 형성한 고양이는 주인으로부터 멀리 떨어져 웅크리는 회피형 애착(왼쪽)이나 주인의 무릎에 뛰어올라 매달리는 양가형 애착을 보이는 것으로 나타났다. 오리건주립대 제공 애착 종류의 비율을 따져보니 고양이도 어릴 때부터 인간이나 개와 비슷한 애착 관계를 형성하는 것으로 나타났다. 새끼 고양이 70마리를 상대로 실험한 결과 이들 중 45마리(64.3%)가 안정 애착 관계를 형상한 것으로 나타났다. 이는 인간 아기나 개의 안정 애착 비율과 비슷한 수준이다. 비탈레 연구원은 “고양이의 애착 비율은 인간 어린이가 보이는 안정 애착 비율인 65%와 거의 유사한 것으로 나타났다”고 설명했다.

또 어릴 때 형성된 애착 관계가 성인이 되어서도 이어지는 것으로 나타났다. 1살 이상의 고양이 38마리를 상대로 실험한 결과 이들 중 25마리(65.8%)가 안정 애착 관계를 보였다. 연구팀은 사회화 교육이 이 비율을 변화시킬 수 있는지 보기 위해 6주간의 훈련 과정을 거쳤지만 유의미한 차이는 없었다.

비탈레 연구원은 “불안 애착을 형성한 고양이는 달리거나 숨거나 냉담한 반응을 보일 가능성이 있다”며 “모든 고양이가 이런 식으로 행동한다는 편파적인 사고방식이 오래전부터 있었으나 사실 고양이 중 대다수는 주인에게 의지하고 있다”고 말했다.

[조승한 기자 [email protected]]

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