리서치 하이라이트

메가뉴클레이즈에 의한 색소성 건피증 유발 유전자 인식

Nature 456, 7218

호밍 앤도뉴클레이즈(Homing endonuclease) 또는 ‘메가뉴클레이즈(meganuclease)’는 매우 희귀한 절단 형태를 만드는 앤도뉴클레이즈이다 이들은 일반적인 제한 효소가 인식하는 것에 비해서 훨씬 큰 DNA 염기서열을 인식하며, 따라서 인간 지놈 상에서 낮은 비율로 절단을 형성하게 된다. 이러한 이유 때문에, 유전자 치료 분야에서 이들을 특정 타깃 염기서열에 대한 분자 메스로 이용하려는 관심이 증가하고 있다. 이에 대한 원리 증명 실험에서 Redondo 등은 뉴클레오타이드 제거 수복(nucleotide excision repair) 기구가 손상되어 자외선에 의해 유발되는 손상을 제거하는 능력이 손상되어 있는 색소성 건피증(xeroderma pigmentosum)에서 돌연변이가 일어난 유전자의 수선을 돕는 호밍 앤도뉴클레이즈를 이용하였다. 색소성 건피증 환자는 높은 비율의 돌연변이가 발생하며, 이에 따라 피부암이 발생할 수 있는 가능성이 매우 높다. Amel3-4와 Ini3-4로 불리는 새롭게 디자인된 효소는 인간의 XPC 유전자를 절단하는데 관여하는 호밍 앤도뉴클레이즈 I-Crel로부터 만들어졌다. 구조적인 분석을 통해서, 이들의 촉매 활성이 야생형의 상동 구조 I-Crel과 유사하며, Amel3-4와 Ini3-4는 포유류 세포에서 높은 레벨의 유전자 적중을 가능하게 하였다. 이번 연구 결과를 통해서 색소성 건피증에 이용된 유전자 수선 방법이 다른 단일 유전자 돌연변이성 질환에도 적용될 수 있을 것으로 보인다.