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크리스퍼 유전자 가위 이용 줄기세포로 미니 망막 개발

Lab-Grown 'Mini-Eyes' Show How Color Vision Develops

크리스퍼(CRISPR)는 세균의 천적인 바이러스를 막기 위해 구축한 일종의 면역 체계로 여겨지는데 작은 팰린드롬(palindrome) 구조이다. 크리스퍼의 또 다른 특이점은 'Fokl'이 아닌 'Cas9'를 사용하여 DNA를 더 깊게 자르는 것이 특징이다. 크리스퍼는 매우 단순한 구조를 가짐으로써 세포 안으로 쉽게 들어가는 장점이 있다.

지난해 크리스퍼 유전자 가위 발견이 보고된 이래 전 세계적인 관심이 집중되고 있는 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR, Cpf1)의 정확성이 기존 크리스퍼 Cas9에 비해 뛰어나다는 연구 결과도 있었다. Cpf1 단백질은 지난해 MIT의 Feng Zhang 교수가 Cas9을 대신할 절단 효소를 찾던 중 발견해 학계에 보고한 절단 효소다. 최근 과학계에서 가장 많이 활용되는 유전자 가위는 크리스퍼 Cas9으로 Cas9은 특정 DNA 염기를 잘라내는 절단 효소이며, Cpf1 단백질은 Cas9 단백질과 여러 다른 특성이 있어 학계의 주목을 받고 있다.

최근 미국 Johns Hopkins University의 Robert Johnston 박사와 연구진은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 줄기세포로 미니 망막을 만드는 데 성공했다고 Science 최신 호에 연구 결과를 발표했다. 연구진은 줄기세포를 망막 오가노이드(organoid)로 키워내는 데 성공했다. 오가노이드란 인체 장기와 유사한 구조, 세포 구성, 기능을 지닌 3차원적 세포 덩어리를 말한다.

연구팀은 실험실에서 줄기세포를 망막으로 분화하는 데 필요한 영양소와 화학물질을 공급하면서 배양해 2주 만에 20~60개의 작은 세포 덩어리로 자라게 했으며 이를 다시 9개월 동안 키워 빛에 반응하는 미니 망막으로 만들어 냈다.

이 미니 망막은 지름이 2mm이고 실제 안구의 망막보다는 약 15배 작다. 이 망막 오가노이드는 완전한 안구는 아니지만, 세포가 빛에 반응하는 광수용체(photoreceptor)를 지니고 있었고 색상을 감지하는 원추 세포(cone cell)의 기능을 수행했다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위로 원추세포의 수용체를 조작해서 청색만 볼 수 있는 또는 적색과 녹색만 볼 수 있는 망막을 만들어 낼 수 있었다.

관련연구자: Robert Johnston

관련기관: Johns Hopkins University

본문키워드(한글): 광수용체, 원추 세포, 크리스퍼, 오가노이드, 미니 망막, 컬러 비전 개발

본문키워드(영문): photoreceptor, cone cell, CRISPR, organoid, Mini-Eyes, Color Vision Develops

국가: 미국

원문출판일: 2018-11-23

출처: https://www.livescience.com/63810-eye-tissue-grown-in-lab.html