"인간 유전자 치료 기술 만들수 있습니다"

박현호 교수 중앙대학교 약학대학

"인간 유전자 치료 기술 만들수 있습니다"
이는 최근 박테리아의 방어막을 뚫고 공격하는 바이러스의 면역회피 시스템과 이를 무력화 시키는 박테리아의 면역 시스템의 상호작용을 규명한 중앙대 약대 박현호 교수의 목표다.

박 교수는 최근 박테리아가 자신의 면역체계인 크리스퍼-카스(CRISPR-Cas)를 공격하는 바이러스의 항-크리스퍼(Anti-CRISPR) 유전자를 조절하고 면역시스템을 회복하는 새로운 메커니즘을 규명했다.

역사적으로 박테리아와 바이러스는 끊임없는 서로에 대한 생존 전쟁을 벌이고 있는데 그 결과 박테리아는 침입자 바이러스의 유전자 정보를 기억하고 있다가 유사 유전자 정보를 가진 바이러스가 다시 침투하면 제거할 수 있는 CRISPR-Cas시스템을 가지게 되었고 바이러스는 다양한 anti-CRISPR 단백질을 가지고 있어 박테리아의 CRISPR-Cas 시스템을 무력화 시킬 수 있는 무기를 가지게 진화해 왔다.

하지만 박테리아 역시 anti-CRISPR 단백질을 다시 무력화 시킬 수 있을 것이라 생각되었는데 그 기전은 알려지지 않았다.

사람과 박테리아, 바이러스는 끊임없는 생존전쟁을 벌이고 있으며 그중 박테리아와 박테리아 침입 바이러스 또한 역사적으로 긴 생존전쟁을 벌이고 있는데 다양하게 진화되어온 다양한 무기들의 존재를 밝히고 이들의 작용메커니즘을 밝히는 것은 인류와 같이 존재하며 서로 생존전쟁을 벌이고 있는 공생체를 이해하기 위한 필수적 연구이다.

이 같은 상황이 박 교수가 이번 연구를 하게끔 만들었다.

박 교수는 "앞서 숙주면역 (Host defence) 메커니즘과 그것을 피해가는 면역 회피 (immune escape) 시스템의 상호작용연구를 했다"며 "CRISPR-Cas 시스템이 미래 유전자 치료의 핵심기술로 각광을 받을 무렵 오히려 바이러스의 면역회피기전이 더 재미가 있어 바이러스 면역회피 기전으로 Anti-CRISPR 단백질을 연구해 오던 중 이 단백질과 연관이 있다고 알려진 Aca단백질의 접하게 됐고 이번에 새로운 기능, 메커니즘을 연구할수 있었다"고 말했다.

박 교수는 Aca 단백질이 anti-CRISPR 와 밀접한 관계를 가지고 발현이 같이 조절됨을 밝히고 이 Aca 단백질이 anti-CRISPR 단백질 발현 조절을 할 수 있는 전사인자일수 있음에 가설을 세웠다.

연구결과 Aca는 anti-CRIPSR의 발현을 저해하는 전사인자로 작용하는 것을 알게 되었고 이 전사인자가 anti-CRISPR 유전자의 특정 프로모터에 결합해 anti-CRISPR의 발현을 막아 CRISPR-Cas 시스템을 정상 작동시키는 것을 확인했다.

박 교수는 또 Aca 단백질의 3차구조를 규명하여 어떻게 이 단백질이 특정 프로모터에 결합하여 바이러스의 무기가 되는 단백질 유전자 발현을 저해할 수 있는지를 분자레벨에서 규명했다.

박 교수는 실제 바이러스가 가지는 새로운 항박테리아 기전을 분자레벨에서 설명할 수 있었다고 설명했다.

다만 이 기술이 당상 상용화하기는 쉽지 않다.

박 교수는 "CRISPR-Cas 시스템은 유전자 조작을 통한 미래의 인간 질병 치료의 목적으로 사용될 가능성이 있을 만큼 중요히 연구가 되고 있는 분야인데 이 시스템이 보다 적절히 사용되기 위해서 그 조절 물질, 단백질이 필요한 상태"라며 "실제 이번에 연구가 되는 Anti-CRISPR, Aca 단백질들이 향후 CRISPR-Cas 조절 단백질로 응용가능하다"고 말했다.