혁명적인 유전자 편집 기술을 개척한 올해 노벨 화학상 수상자

혁명적인 유전자 편집 기술을 개척한 두 과학자가 올해 노벨 화학상 수상자다.

노벨 위원회가 현재 베를린의 병원균 과학을 위한 막스 플랑크 유닛에 있는 엠마누엘 샤르펜티어와 버클리 캘리포니아 대학의 제니퍼 도드나를 선정함으로써, CRISPR-Cas9 유전자 편집 도구를 개발한 그들의 업적에 대해 누가 인정받을지에 대한 수년간의 추측을 종식시켰다. 이 기술은 게놈을 정밀하게 편집할 수 있게 해 주며 2010년대 처음 시작된 이후 전 세계 연구소를 휩쓸었다. 그것은 무수한 응용 프로그램을 가지고 있다: 연구원들은 질병을 제거하기 위해 인간의 유전자를 바꾸고, 더 단단한 식물을 만들고, 병원균을 없애기 위해 그것을 사용하기를 바란다.

노벨화학위원회 위원인 생물물리학 화학자인 페르닐라 위퉁 스타프체테는 시상식에서 "원하는 곳에서 DNA를 절단하는 능력은 생명과학에 혁명을 일으켰다"고 말했다. "이 '유전자 가위'는 불과 8년 전에 발견되었지만, 이미 인류에게 큰 혜택을 주었다."

Doudna와 Charpentier 그리고 그들의 동료들은 이 시스템을 특징짓는 중요한 초기 작업을 했지만, 다른 유명한 상들에서 몇몇 다른 연구자들이 CRISPR의 개발에 핵심 기여자로 언급되어 인정받았다. MIT 브로드연구소의 펑 장과 매사추세츠주 캠브리지의 하버드대, 매사추세츠주 보스턴의 하버드 의대의 조지 처치, 리투아니아 빌니우스 대학의 생화학자 버지니주스 시크니스('CRISPR의 많은 개척자' 참조) 등이 그것이다.

두드나는 그녀의 윙윙거리는 전화기가 그녀를 깨웠을 때 "정말 깊이 잠들어 있었다"고 말했고, 그녀는 소식을 전한 네이처 기자의 전화를 받았다. 도드나는 "나는 하와이의 작은 마을에서 자랐고 1억년 동안 이런 일이 일어나리라고는 상상도 못했을 것"이라고 말했다. "정말 망연자실해, 그저 완전히 충격에 빠졌을 뿐이야."

조용한 혁명가: 크리스퍼의 공동 발견이 어떻게 에마뉘엘 샤르펜티어의 삶을 폭발적으로 변화시켰는가?

도드나는 "나는 그들이 훌륭한 과학자라는 사실과 전혀 무관한 이유로 결코 이것을 받지 못할 수많은 훌륭한 과학자들을 알고 있다"고 말했다. "나는 정말 겸허하다."

박테리아에서 태어났다.

크리스퍼(CRISPR)는 일정한 간격을 두고 교배되는 짧은 팔린드롬 반복의 줄임말로, 원핵생물인 박테리아와 고고학이 페이징이라는 바이러스에 의한 감염을 막기 위해 사용하는 미생물 '면역계'이다. 그 핵심에서, 크리스퍼 시스템은 페이지나 다른 침입자들과 일치하는 정확한 유전자 염기서열을 인지하고 전문화된 효소를 이용하여 이러한 염기서열을 파괴하는 것을 목표로 할 수 있는 능력을 준다.

이전 연구에서는 Cas9라는 효소를 포함하여 CRISPR 관련 단백질(Cas)으로 알려진 이러한 효소를 확인했다. 그러나 비엔나 대학에서 처음 일했고 후에 스웨덴의 우메우 미생물 연구 센터에서 일했던 샤르펜티어는 인간에게 질병을 일으킬 수 있는 스트렙토코쿠스 피오제 박테리아에서 페이징 시퀀스 인식에 관여하는 RNA 분자인 크리스퍼 시스템의 또 다른 핵심 성분을 확인했다.

크리스퍼의 노래 없는 영웅들

Charpentier는 2011년에 이 발견을 보고했고 그 해 Doudna와 협력했다. 사이언스1에 실린 획기적인 2012년 논문에서 이 듀오는 크리스퍼-캐스9 시스템의 구성 요소를 분리하고 테스트 튜브에서 작동하도록 조정했으며 이 시스템이 격리된 DNA에서 특정 부위를 절단하도록 프로그래밍될 수 있다는 것을 보여주었다. 그들의 프로그램 가능한 유전자 편집 시스템은 의학, 농업, 기초과학 분야에서 수많은 응용분야의 골드러시를 불러일으켰으며, CRISPR을 수정하고 개선하며 다른 유전자 편집 도구를 식별하는 작업을 계속하고 있다.

도드나 연구소의 포스트닥이자 중추적인 사이언스 논문의 공동 제1저자인 취리히 대학의 생화학자인 마틴 지네크는 "우리는 이것을 세포와 유기체의 유전 코드를 다시 쓰는 기술로 정말로 번역할 수 있기를 바라고 있었다"고 말했다. "우리가 그다지 높이 평가하지 않았던 것은 그 기술이 그 분야의 다른 사람들에 의해 얼마나 빨리 채택되고 나서 앞으로 추진될 것인가 하는 점이었다."