유전자가위

인간세포와 동식물세포의 유전자를 교정(genome editing)하는 데 사용하는 기술. 동식물 유전자에 결합해 특정 DNA부위를 자르는데 사용하는 인공 효소로 유전자의 잘못된 부분을 제거해 문제를 해결한다. 구체적으로 보면 DNA의 30억 염기쌍 가운데 일부(타깃)를 절단해 형질을 바꾸는 것이다.

유전자가위는 쉽게 말해 ‘지퍼 (DNA)’가 고장 났을 때 이빨이 나간 부위 (특정 유전자)만 잘라내고 새로운 지퍼 조각을 갈아 끼우는 ‘유전자 짜깁기’ 기술로 불리기도 한다.



2000년대 처음 등장한 1세대 유전자가위는 ‘ZFN’이다. 타깃으로 안내하는 ‘아연집게 단백질’에 가위 역할을 하는 핵산분해효소(뉴클레아제)를 결합해 만들었다. 2세대인 ‘탈렌’을 넘어 현재 각광받고 있는 것은 3세대 유전자가위 크리스퍼이다. 세대가 높아질수록 자르는 효율과 정교함이 높아진다.



크리스퍼는 세균이 천적인 바이러스를 물리치기 위해 관련 DNA를 잘게 잘라 기억해 두었다가 다시 침입했을 때 물리치는 면역체계를 부르는 용어다. 이를 이용해 개발한 게 크리스퍼 유전자가위다. 과거 유전자 하나를 잘라내고 새로 바꾸는 데 수개월에서 수년씩 걸리던 것이 이제는 며칠이면 된다. 한 번에 여러 군데의 유전자를 동시에 손볼 수도 있다.



유전자 가위는 유전자 변형 농산물(GMO)에 대한 우려를 줄이는 대안으로도 주목받고 있다. 병충해에 강한 GMO 콩은 식물에 동물 유전자를 집어넣는 기술을 활용해 나온 것이다. 인위적으로 외부 유전자를 넣다 보니 생태계 혼란에 대한 우려가 나올 수밖에 없었다. 하지만 크리스퍼 유전자 가위로 식물의 약한 유전자를 잘라내고 스스로 강한 유전자를 복원하도록 할 수 있다.



유전자 교정 기술이 발전하면서 새로운 논란도 불거졌다. 2014년 중국 과학자들은 크리스퍼 유전자 가위로 원숭이의 배아에서 특정 유전자를 바꿨다. 이를 사람에게 적용하면 정자 난자의 DNA를 바꿔 원하는 유전자를 가진 ‘맞춤형 아기’로 발전시킬 수 있다.