AI가 설계한 단백질, 차세대 유전자 교정 효율 '업'

작성일 08-06

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="BqU4wjKGnH">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4c9d2e43663be8683992dc8f3c92a72c42013c98d499ac7b8d4e21f2725bd3a5" dmcf-pid="bBu8rA9HeG" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 배상수 서울대 의과대학 교수, 박주찬 하버드대 의과대학 연구원, 엄희수 서울대 유전체의학연구소 책임연구원. 서울대 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/06/dongascience/20250806140151778gltt.png" data-org-width="680" dmcf-mid="qM5BNiUlRX" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/06/dongascience/20250806140151778gltt.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            왼쪽부터 배상수 서울대 의과대학 교수, 박주찬 하버드대 의과대학 연구원, 엄희수 서울대 유전체의학연구소 책임연구원. 서울대 제공.
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="ac82c333cef16d5e234d2605c4958f814f518708b56407ac12bcc647502c1151" dmcf-pid="Kb76mc2XLY" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 생성형 인공지능(AI) 기술을 활용해 유전자 교정 효율을 획기적으로 높이는 기술을 개발했다. 정밀 유전자 치료 기술에 새로운 전환점이 될 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="fc5f7e4d4b503845de05412f8796f0f219d6490af084191d60c14443e6f7fd68" dmcf-pid="9mEv97IinW" dmcf-ptype="general">서울대는 배상수 의과대학 교수와 김경미 수의과대학 교수 연구팀이 공동으로  '초소형 단백질(MLH1-SB)'을 설계해 정밀 유전자 교정 기술인 '프라임 교정(Prime editing)'의 효율을 크게 향상시키는 데 성공했다고 6일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '셀(Cell)'에 게재됐다. </p>
          <p contents-hash="532209ccf9d57ebd48c806a475516e2d72b9bcce18ef7121ea3c5035c3ad58a8" dmcf-pid="2sDT2zCnMy" dmcf-ptype="general">프라임 교정 기술은 이중나선 구조의 DNA 한 가닥만을 잘라 원하는 위치에 정확히 염기를 삽입, 삭제, 치환할 수 있는 차세대 유전자 교정 기술이다. 기존 기술에 비해 오작동 위험이 낮고 다양한 종류의 유전자 변이를 교정할 수 있다는 장점이 있지만 '세포 내 불일치 복구기작(mismatch repair, MMR)'의 방해를 받아 교정 효율이 낮다는 한계가 존재한다. MMR은 세포가 DNA 복제 중 생기는 오류를 수정하는 생체 방어 시스템이지만, 프라임 교정 기술의 작동을 방해하는 주요 원인이기도 하다.</p>
          <p contents-hash="bf384b13641544bc1ca48acdffaa5213087a1aee814475216cd5dabbc5073660" dmcf-pid="VOwyVqhLJT" dmcf-ptype="general">MMR 문제를 해결하기 위해 연구팀은 AI의 도움을 받았다. AI 기반 단백질 생성 기술인 '로제타폴드 디퓨전(RFdiffusion)'과 단백질 구조 예측 기술인 '알파폴드3(AlphaFold3)'를 활용해 MMR의 핵심 단백질인 MLH1과 PMS2의 결합을 방해하는 초소형 단백질 MLH1-SB를 개발했다. </p>
          <p contents-hash="94459c166e61dab0f94ed9713bb86d67c0c7b8e955ec63d4b71d1313819d0852" dmcf-pid="fIrWfBloiv" dmcf-ptype="general">연구팀은 알파폴드3를 이용한 가상 시뮬레이션을 통해 MLH1-SB가 PMS2 단백질을 성공적으로 밀어낼 수 있음을 검증했다. MLH1-SB는 단 82개의 아미노산으로 구성돼 기존 MMR 방해에 사용되던 단백질보다 훨씬 크기가 작다. 연구팀은 "MLH1-SB는 PMS2를 성공적으로 밀어내는 기능과 더불어 크기도 작아 유전자 전달 시스템에 적용하기 매우 유리하다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="ec4f7321946809999269bbe67c7eb83564def9ddfce17c9ce5581ba7f353b1bf" dmcf-pid="4CmY4bSgdS" dmcf-ptype="general">초소형 단백질 MLH1-SB를 프라임 교정 기술과 함께 사용했을 때 교정 효율이 크게 높아졌다. 기존 기술인 PE2와 비교했을 때는 평균 18.8배, 최신 버전인 PE7과 비교했을 때도 약 2.5배 효율이 향상됐다. 연구팀은 "생쥐 간에서도 프라임 교정 효율이 약 3.4배 높아지는 것을 증명해 실제 생체 내 적용 가능성도 입증했다"고 했다. </p>
          <p contents-hash="baca392379e66bce049c2ccf0a19a1375ca64eebdff3fd3256189fc6f9e4b399" dmcf-pid="8hsG8Kvadl" dmcf-ptype="general">MLH1-SB를 사용했을 때 유전체, 전사체, 세포 사멸과 관련된 유의미한 부작용이 관찰되지 않았다는 점도 주목할 만하다. 생성형 AI가 설계한 단백질이 단순히 프라임교정 효율만 높이는 게 아니라 안정성도 확보했음을 보여준다.</p>
          <p contents-hash="513e315a590dfb745f97dc69233b199a1fa9ccabbfa935752d64c35dadd61a57" dmcf-pid="6lOH69TNdh" dmcf-ptype="general">연구팀은 "AI를 활용해 유전자 교정 효율을 높이는 초소형 단백질을 설계하고 효과를 동물 모델에서 입증한 최초의 사례"라고 강조했다. </p>
          <p contents-hash="dda65e8dc1f02ee8f2374151674582296011dcd055a6f806b092412869a3780d" dmcf-pid="PSIXP2yjRC" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1016/j.cell.2025.07.010<br>  </p>
          <p contents-hash="089d7fa0e34d4124fb01378781325cb21d19e7301e52ca4fd2f8ef97abc7f005" dmcf-pid="QvCZQVWAdI" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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