주제탐구보고서 - 프라임 에디터

소개글

프라임 에디터를 생명과학적, 기술적, 윤리적 측면에서 세밀하게 조사하고 주의할 점에 대해 서술하였다.

목차

Ⅰ. 서론
1. 연구 배경3
2. 이론적 배경3
3. 현재 상황4

Ⅱ. 본론
1. 기술적 측면5
2. 생명과학적 측면6
3. 윤리적 측면7

Ⅲ. 결론 및 제언8

Ⅳ. 참고 문헌9

본문내용

1. 연구 배경

컴퓨터 워드프로세서로 글자를 쓰고 지우는 것처럼 인체 DNA 유전코드를 하나하나 자유자재로 편집할 수 있는 차세대 유전자 교정 기술이 탄생했다. 이 기술을 적용하면 현존하는 유전질환 중 90%를 치료할 수 있을 것으로 기대된다. 신종 코로나 바이러스로 몸살을 앓고 있는 전세계 인류에게는 기존 3세대 크리스퍼 가위가 가지고 있는 단점을 보완할 수 있는 프라임 에디터의 출현이 반가운 소식이 아닐 수 없다.
하지만 기존 3세대 크리스퍼 가위와 무엇이, 어떠한 점이 다른지를 분석하고 어떠한 점을 응용해 현대 의학부문 효과를 도출해낼 수 있는지 의문이었고, 그리하여 프라임 에디터를 생명과학적, 기술적, 윤리적 측면에서 세밀하게 다뤄보고자 하여 본 연구를 진행하게 되었다.

2. 이론적 배경

가. 유전자 가위란 DNA nuclease 기능을 갖는 단백질 복합체를 이용하여 유전체 특정 부위에 DNA의 삽입, 결손 및 치환을 유도하여 돌연변이를 일으키는 기술을 말한다.¹⁾
나. 크리스퍼는 DNA상에 존재하는 18~40개로 구성된 특정 염기서열을 인식하여 DNA 두 가닥을 절단하는 인공 제한효소로 동식물 유전자의 손상된 DNA를 잘라내고 정상 DNA로 교체하는 유전자 편집 기술을 의미한다.²⁾
다. 크리스퍼 카스9는 크리스퍼와 Cas9 단백질 효소를 함께 사용하는 유전자 편집 기술이다.³⁾
라. 역전사효소는 RNA를 주형틀로 삼아 RNA 서열에 상보적인 DNA를 합성해내는 능력을 갖고 있는 효소이다.⁴⁾
마. 프라임 에디터는 크리스퍼 카스9를 매개로 하는 유전체 교정 기술 또는 도구의 하나로서, 표적 DNA에 다양한 크기의 DNA 부위의 삽입 또는 결실 변이 그리고 DNA의 네 가지 염기서열을 원하는 다른 염기서열로 치환시킬 수 있도록 개발된 기술 또는 도구. 크리스퍼 유전자 가위 도구인 크리스퍼 카스9의 2중 가닥 절단이 아닌 한 가닥에 틈을 만들어내는 니케이즈(nickase) 기능의 변형된 카스9 단백질에 RNA에서 DNA를 복제하는 기능을 가진 역전사효소를 융합하고 기본 크리스퍼 유전자 가위 도구에 사용되는 단일 가닥 가이드 RNA의 3' 말단 부위에 표적 DNA의 일부와 결합되도록 설계된 가닥과 변이를 도입시키는 변이가닥을 함께 연결한 프라임 에디터 가이드 RNA(pegRNA)를 사용한다.

참고 자료

국립산림과학원, 유전자 가위를 이용한 임목 유전자 교정 동향, 국립산림과학원 연구자료 제 831호: 7p
크리스퍼[Clustered regularly interspaced short palindromic repeat], 분자·세포생물학백과, (네이버 지식백과, 21.10.24. 검색)
크리스퍼[clustered regularly interspaced short palindromic repeats], 생화학백과, (네이버 지식백과, 21.10.24. 검색)
역전사효소[reverse transcriptase], 분자·세포생물학백과, (네이버 지식백과, 21.10.24. 검색)
Anzalone AV, Randolfph PB, Davis JR 등 (2019) Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA. Nature 576: 149–157p, 프라임에디터[prime-editor], 식물학백과(네이버 지식백과, 2021.10.24. 검색)에서 재인용.
‘크리스퍼 유전자 가위’ 빛 활용해 정확도 높인다, 김민수, 동아사이언스, 2020.07.06. (21.10.24. 검색)
노벨상 유전자 가위 기술로 코로나 단 5분에 확인한다, 이영완, 조선일보 사이언스카페, 2020.10.09.(21.10.29. 검색)
사회를 변화시킬 잠재력을 가진 10대 유망 기술-세계경제포럼(WEF), 국립대구과학관 네이버 블로그, 2021.01.16.(21.10.29. 검색)
프라임에디터[prime-editor], 식물학백과(네이버 지식백과, 2021.10.29. 검색)
유전자를 워드프로세서처럼 편집? 프라임 에디터, 이석원, 테크레시피 뉴스, 2019.11.14. (21.10.26. 검색)
프라임에디터[prime-editor], 식물학백과(네이버 지식백과, 2021.10.29. 검색)
유전자가위 연구자 김형범 연세대 교수, 최준석, 주간조선 2679호, 2021.10.18. (21.10.29. 검색)
만능 4세대 유전자 가위 프라임 에디터의 혁신, 조양래, 메디게이트 뉴스, 2019.11.04. (21.10.19. 검색)
유전자편집 기술의 발전에 대응한 인간배아 유전자치료의 규제방향, Regulatory Framework for Gene Therapy on Human Embryos in Response to CRISPR-Cas9, 박대웅, 류화신