'미생물 공장' 설계 핵심, 유전자 껐다 켜는 유전자 가위 시스템 개발

  • 경제/과학
  • 대덕특구

'미생물 공장' 설계 핵심, 유전자 껐다 켜는 유전자 가위 시스템 개발

KAIST 이주영·화학연 노명현 박사팀 공동연구 성과
"미생물 생산 플랫폼 효율 높여… 새 연구 패러다임"

  • 승인 2025-09-21 17:36
  • 신문게재 2025-09-22 7면
  • 임효인 기자임효인 기자
clip20250921123353
왼쪽부터 KAIST 생명과학연구소 문수영 박사, 공학생물학대학원(생명과학과 겸임)이주영 교수, 한국화학연구원 노명현 박사, 생명과학과 안난영 연구원. KAIST 제공
국내 연구진이 유전자를 스위치처럼 껐다 켤 수 있는 유전자 가위 시스템을 개발했다. 기존 유전자 가위는 유전자를 억제하는 끄기 기능에 특화됐다면 이번 기술은 억제와 발현 모두를 가능하게 하는 기술로, 미생물 기반 바이오 의약품과 화학물질 생산에 기여할 것이란 기대다.

KAIST는 공학생물학대학원 이주영 교수와 한국화학연구원 노명현 박사 공동연구팀이 대장균에서 원하는 유전자를 동시에 켜고 끄는 것이 가능한 새로운 이중모드 크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위 시스템을 개발했다고 21일 밝혔다.

대장균은 실험이 쉽고 산업적 활용으로 이어질 수 있는 대표적인 미생물로, 특히 합성생물학의 기반이 되는 박테리아는 구조가 단순하고 빠르게 증식하면서도 다양한 유용 물질을 생산할 수 있다. 박테리아에서의 유전자 활성화는 '미생물 공장'을 설계하는 핵심 기술로 산업적 가치가 높다.

합성생물학의 핵심은 생명체의 유전자 회로를 프로그래밍하듯 설계해 원하는 기능을 수행하도록 만드는 것이다. 전자회로에서 스위치를 켜고 끄는 것처럼 특정 유전자는 활성화하고 다른 유전자는 억제해 대사경로를 최적화하는 기술이 필요하다. 연구팀이 개발한 이중모드 유전자는 바로 이러한 정밀한 유전자 조절을 가능케 하는 핵심 도구다.

기존 유전자 가위는 주로 끄기 기능을 통해 특정 물질을 억제하는 데 특화돼 유전자를 켜는 기능은 매우 제한적이었다. 또 사람과 동·식물 세포인 진핵세포에서는 CRISPR 기반 활성화가 어느 정도 발전됐지만 박테리아에서는 내부 전자조절 메커니즘 차이로 유전자 '켜기'가 제대로 되지 않는 한계가 있었다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 표적을 확장해 더 많은 유전자에 접근 가능토록 하고 대장균 단백질을 활용해 유전자 활성화 성능을 대폭 향상했다. 그 결과 기존에 '끄기 위주'였던 유전자 가위가 이번엔 끄기와 켜기를 동시에 할 수 있는 시스템으로 발전했다. 개발된 시스템은 유전자를 켜는 실험에선 최대 4.9배까지 발현량이 늘었고 끄는 시험에선 83%까지 억제할 수 있었다. 두 개 서로 다른 유전자를 동시에 조절할 수도 있는데, 한 유전자는 8.6배 활성화하면서 동시에 다른 유전자는 90% 억제하는 데 성공했다.

노명현 한국화학연 박사는 "박테리아에서도 정밀한 유전자 활성화가 가능해졌다"며 "합성생물학 기반 바이오산업 발전에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

이주영 KAIST 교수는 "유전자 가위와 합성생물학을 결합해 미생물 생산 플랫폼의 효율을 크게 높인 결과"라며 "하나의 시스템으로 복잡한 유전자 네트워크를 제어할 수 있어 새로운 연구 패러다임을 제시했다"고 말했다. 또 "이번 기술은 다른 박테리아 종에서도 작동이 확인돼 바이오 의약품, 화학물질, 연료 생산 등 다양한 분야에 활용될 수 있다"고 말했다. 임효인 기자

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 청주시 외평~북이 등 2개 도로 노선, 제6차 국도·국지도 예타 대상 선정
  2. 아산시 주요 도로 확충사업, 기재부 예비타당성조사 최종 통과
  3. 아산시도고면행복키움, 취약계층에 후원 물품 전달
  4. 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 5~6학년부 예선
  5. 천안시, '2026 유니브시티 페스티벌' 최종보고회…안전 대책 점검
  1. 천안교육지원청, 초·중등 신규교사 임명장 전달식 개최
  2. 천안시 서북구, '법정계량기 정기검사' 추진
  3. 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 여자부 8강
  4. 아산시, 학대 아동위한 든든한 울타리 강화
  5. 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 3~4학년부 4강전

헤드라인 뉴스


충청 명운 가른다…정기국회 현안입법 예산 초당적 협력 시급

충청 명운 가른다…정기국회 현안입법 예산 초당적 협력 시급

충청권 명운을 좌우할 정기국회가 다음달 1일 100일 간 대장정에 돌입하는 가운데 산적한 지역 현안 관철을 위해 초당적 협력이 시급하다. 행정수도특별법, 국군사 대전설치특별법 처리는 물론 정기국회 기간 로드맵이 공개될 것으로 보이는 공공기관 제2차 이전 등과 관련해 충청 여야의 총력전이 요구된다. 이와 함께 충청 100년을 좌지우지할 충청권 광역철도, 대전의료원, 청주공항 민간활주로 확충 등 예산 반영 및 증액에도 나서야 한다는 목소리가 높다. 국회는 다음달 1일 오후 2시 본회의장에서 정기국회 개회식을 연다. 7∼8일 교섭단체 대..

위기시 레버리지 등 투자상품 조정... 금융당국, 긴급조치권 확대 추진
위기시 레버리지 등 투자상품 조정... 금융당국, 긴급조치권 확대 추진

단일종목 레버리지 사태로 보완책을 고심 중인 정부가 시장위기 상황일 때 금융투자상품의 내용을 조정하는 방안을 들여다보고 있다. 증시 변수를 예측하기 어려운 만큼 이번 일을 계기로 증시 긴급조치권의 적용 대상을 금융투자상품으로 넓혀 필요시 적기 대응하도록 조정 권한을 미리 확보한다는 취지다. 30일 금융당국에 따르면 금융위원회는 시장 안정화와 투자자 보호가 필요한 상황에서 단일종목 레버리지를 포함한 금융투자상품 내용을 변경할 수 있도록 자본시장법 개정을 검토 중이다. 정부는 7월 30일 단일종목 레버리지의 추가 대책 하나로 해당 상품..

대전 미분양 1년 새 23% 증가… 중구 미분양 대폭 증가
대전 미분양 1년 새 23% 증가… 중구 미분양 대폭 증가

대전지역 미분양 주택이 1년 새 20% 넘게 증가한 것으로 나타났다. 특히 올해 들어 미분양 물량이 2000가구를 넘어선 가운데 전체 물량의 60% 이상이 중구에 집중되면서 원도심 주택시장에 부담이 커지고 있다. 대전시에 따르면 올해 6월 말 기준 지역 내 미분양 주택은 2044가구다. 지난해 6월 말 1663가구와 비교하면 381가구 늘어나 1년 사이 22.9% 증가했다. 올해 미분양은 연초부터 증가와 감소를 반복하면서도 전체적으로는 지난해보다 높은 수준을 유지했다. 1월 1549가구에서 2월 1752가구로 증가한 뒤 3월 160..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 여자부 8강 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 여자부 8강

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 3~4학년부 4강전 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 3~4학년부 4강전

  • 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 5~6학년부 예선 제17회 대전시 동구청장배 전국풋살대회 초등 5~6학년부 예선

  • 가을을 재촉하는 비 가을을 재촉하는 비