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유전자 교정의 시대가 도래

Genome editing comes of age.
Kim JS. Nat Protoc. 2016.

Abstract
유전자 교정은 살아있는 세포나 기관에 목표하는 방법으로 유전 정보를 제거하거나 삽입하기 위해 프로그래밍할 수 있는 분해효소들을 활용한다. 저자는 ZFNs (zinc finger nucleases), TALENs (transcription-activator-like effector nucleases) 및 CRISPR-Cas9 (cluster of regularly interspaced palindromic repeats-CRISPR-associated protein 9) RNA-guided endonucleases (RGENs)를 포함해 프로그래밍할 수 있는 효소들의 개발을 검토하였다. 저자는 특히 이 분야의 혁명적인 접근이었던 CRISPR-Cas9 유전자 교정의 신속하고 광범위한 구현을 위한 기반을 설정하는 주요 진보에 주목하였다. 

유전자 가위(CRISPR)
유전자 가위란 A (아데닌), G (구아닌), C (시토신), T (티민) 등으로 이루어진 염기서열(DNA) 중 특정 서열을 절단하는 분해효소를 말한다. 
1980년대 중반에 1세대 유전자 가위인 'zinc finger nucleases (ZFNs)'가 발견되었고, 2세대 TALENs (transcription-activator-like effector nucleases, 2013년 3세대 유전자 가위 'CRISPR'가 개발되면서 단시간 내에 비약적으로 발전하였다. 
CRISPR의 정식 명칭은 CRISPR/CAS9 시스템으로 특정 염기서열에 특이적으로 결합하는 RNA(gRNA)와 특정한 염기서열을 자르는 가위 역할인 Cas9 nuclease로 구성되어 있다. 
바이러스의 침입을 받으면 바이러스의 DNA조각을 자신의 유전체에 삽입해 두는데, 이를 CRISPR라고 한다. CRISPR에서 RNA가 만들어지고, 이것이 'Cas9'이라는 단백질과 결합한다. 바이러스가 재침입하면 RNA가 바이러스 DNA를 찾아내 결합한 다음 Cas9이 이를 잘라낸다. 이 원리를 이용하면 원하는 부위의 유전자 염기서열을 손쉽게 잘라낼 수 있다. 유전자 가위는 외부 유전자의 개입 없어도 생물의 유전자를 교정할 수 있다. 

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