[1]ARK의 선택! 유전자 가위(CRISPR/크리스퍼) 발견의 역사

요즘 핫한 특히 캐시우드 누님의 ARK 때문에 더 핫해졌다고 생각하는 유전자가위 CRISPR의 원리에 대해 포스팅하기 전에 CRISPR 발견의 역사를 먼저 알아보려고 합니다. 

 

DNA 염기서열을 안다는 것은 모든 것의 시작과 같다.

“하늘아래 새로운 것은 없다” 라는 말을 들어본 적이 있습니까?

연구를 하기 위해 논문을 검색하면서 많이 느꼈던 건데..

이번에 CRISPR에 대한 포스팅을 준비하면서 다시 한번 느끼게 됐습니다.

그러면 유전자 가위의 기원을 찾아서 가볼까요? 

 

1977년으로 가봅시다.

지금 현재 가장 보편적으로 사용하고 있는 Sanger DNA sequencing 방법이 개발되었습니다.

DNA의 염기서열을 읽는다. 그때를 생각해보면 혁명 같은 일이었음에 틀림이 없습니다. 그래서 노벨상도 받았구요.

 

인간은 항상 새로운 시도를 하는데 목 말라 있습니다.

모든 세포에는 DNA가 있다는 것을 알게 되었고 그 염기서열을 알 수 있게 되었으니 그 다음은 세포의 DNA의 염기서열을 읽고자 하는 것은 이 분야에 일하는 사람이라면 누구나가 하고 싶은 일이었을 것입니다.

거기다가 유전공학이라고 하는 학문이 생겨서 유전자 조작으로 식량문제도 해결되고, 병에서도 자유로워 질것이라는 강한 믿음이 있을 때였으니 자신이 만든 DNA 조각의 염기서열 결정은 매우 중요하게 생각되는 일이었습니다. 

 

이렇게 약 10여년이 지났습니다. 염기서열 결정은 이제 별로 어렵지 않는 기술이 됐습니다. 조그마한 실험실에서도 할 수 있는 실험이 됐을 것입니다. 

 

첫번째 발견

1987년 일본 오사카 대학의 연구 팀에서 iap 유전자(alkaline phosphatase에 대하여 aminopeptidase 활성을 갖는 단백질의 유전자)의 염기서열을 읽던 중, iap 유전자의 stop codon 바로 뒤에 REP(Repetitive Extragenic Palindromic Sequence)라는 염기서열을 발견합니다. 

 

대장균에서 찾은 최조의 CRIPSR 유사 염기서열이라고 할 수 있을 것 같습니다. 

 

맨앞에 박스가 iap 유전자의 종결 코드이고 그 이후부터 약 61 bp 간격으로 거의 비슷한 염기서열이 5번 반복되며 이 염기서열은 Palindromic Sequence라고 해서 앞으로 읽던 reverse complement로 읽던 같은 염기서열을 가지고 있는 29개의 염기서열과(꺼꾸로 해도 이효리랑 비슷 ㅋ) 전혀 비슷하지 않은 32개의 염기서열로 이루어져 있었습니다.

이 논문에서는 우연히 이 서열을 발견했는데 이게 뭔지 전혀 알지 못한다고 하면서 그냥 이런 것이 있었다라고 하고 끝을 맺습니다.

 

시시하게 끝납니다. 하지만 그 시작은 미약했지만 끝은 창대하리라. 아시죠?

 

두번째 발견

시간은 흘러서 2000년이 됩니다.

1990년부터 시작된 휴먼게놈 프로젝트가 2003년에 끝나게 되었으니 그동안 얼마나 많은 DNA Sequening에 대한 인프라가 구축되어 있었는지는 설명할 필요도 없을 것입니다.

왠만한 미생물들의 전체염기서열은 인터넷에 모두 공개되어 있는 것이나 마찬가지 상태가 되었습니다.

이걸 가지고 이리저리 비교해보던 스페인의 연구팀이 다양한 미생물에서 이전에 대장균에서 발견됐던 반복 서열들이 유사하게 존재하고 있다는 것을 발견합니다. 이것으로 이전에 발견한 그 염기서열은 대장균에만 특별히 있는 것이 아니고 여러 서로 다른 박테리아에 존재하는 DNA이며 어떤 의미가 있을 것이라는 생각을 하게 되었습니다.  

 

하지만, 이것이 무슨 역할을 하는지는 아직도 전혀 모르고 있었습니다.

 

드디어 2002년에 의미 있는 논문이 나옵니다. 이때부터가 진짜 CRIPSR의 시작이라 할 수 있을 겁니다. 이름도 CRIPSR라는 이름도 이때 만들어 졌습니다. 

 

DNA를 고칠 수 있다고 하는 CRISPR. 어떻게 고칠 수 있을까?

 

흥미진진 하십니까? 오늘은 여기까지 하고 다음을 포스팅에서 이어나가도록 하겠습니다. 

댓글을 남겨주시면 포스팅이 더 빨라 질수도 ㅠㅠ

 

ARK의 선택! 유전자 가위(CRISPR/크리스퍼) 발견의 역사 -2- CRISPR 그 이름의 시작

 

유전자 가위에 대한 전반적인 내용을 담은 책을 리뷰해봤습니다. 관심있으시면 들어가 보세요^^

[책소개]DNA 혁명 크리스퍼 유전자가위

Ishino, Y., H. Shinagawa, K. Makino, M. Amemura and A. Nakata (1987). "Nucleotide sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isozyme conversion in Escherichia coli, and identification of the gene product." Journal of bacteriology 169(12): 5429-5433.

 

Mojica, F. J., C. Díez‐Villaseñor, E. Soria and G. Juez (2000). "Biological significance of a family of regularly spaced repeats in the genomes of Archaea, Bacteria and mitochondria." Molecular microbiology 36(1): 244-246.