한빛사 인터뷰
- 등록2024-06-12
- 조회1,052
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
본 논문은 유전자 교정 도구인 CRISPR/Cas9 system의 ribonucleoprotein (RNP)를 lipid nanoparticle (LNP)에 탑재하여 효과적인 세포 및 암 조직으로의 전달에 대한 연구입니다. CRISPR/Cas9을 전달하는 형태에는 크게 plasmid, mRNA, RNP 3가지로 나눠질 수 있는데, 이중 RNP가 off-target effect가 가장 적어 실제 유전자 치료에 적합한 형태입니다. 기존에 CRISPR/Cas9 system을 세포내로 전달하기 위해 gold nanoparticle, polymer, peptide, LNP들이 사용되었으며, 이중 LNP를 이용한 방법은 생체적합성과 전달효율이 높아 매우 효과적인 전달체입니다. 하지만, LNP는 원래 mRNA, siRNA와 같은 nucleic acid를 전달하기에 최적화 되어있으며, 단백질과 sgRNA의 complex인 RNP를 전달하기에는 어려움이 있었습니다. 이전 연구들에 따르면, RNP를 LNP안에 효과적으로 탑재시키기 위해, anionic한 peptide가 추가된 fusion protein을 사용하고, LNP에 추가적인 cationic한 lipid를 넣어주는 방법들이 개발되었으나, protein자체 기능에 영향을 주거나 추가적인 전달체 물질에 의해 독성이 증가하는 단점이 있었습니다.
본 연구에서는 LNP 형성에 중요한 조건인 pH와 LNP의 구성성분인 lipid들의 조성을 조절해주어 Cas9 RNP의 기능을 변형하지 않으면서 LNP에 효과적으로 탑재시킨 CrLNP를 개발하였으며, 여러 종류의 암세포 및 xenograft 마우스 모델에 RNP를 전달하고 높은 유전자 교정효율을 확인하였습니다. 본 연구를 통해 기존의 방법보다 증가된 CRISPR/Cas9의 RNP형태 전달과 암 및 희귀 유전병에 대한 효과적인 유전자치료제 개발에 도움이 될 것으로 기대되어집니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 한국과학기술원 (KAIST) 생명과학과 정현정 교수님 연구실 (http://nanomedicine.kaist.ac.kr)에서 박사학위과정 중에 진행된 연구이며, 바이오 및 뇌공학과 박지호 교수님 연구실과의 공동연구로 진행되었습니다. 지도교수님이신 정현정 교수님께서는 항상 학생들 스스로 주도적인 연구를 할 수 있도록 지도해주시며, 연구와 관련되어 아낌없는 지원을 해주십니다. 현재 정현정 교수님 연구실은 치료 및 진단을 위한 나노기술개발에 대한 연구를 활발히 진행중에 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구활동을 하면서 공동연구의 중요성을 다시 한번 깨닫게 되었습니다. 좋은 연구란 개인의 생각과 실험으로만 이루어지는 것이 아닌, 여러 연구자들의 조언, 생각, 노력으로 이루어지는 것이라고 생각합니다. 그리고 CRISPR/Cas9과 LNP라는 최신 기술들을 연구할 수 있었던 기회에 자부심을 느끼며, 암과 같은 인류가 정복해 나가야할 질병들에 이를 적용하여 효과를 보았을 때 가장 큰 보람을 느꼈습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
생명과학은 아무도 예측이 불가능한 결과를 나타낼 때가 종종 있습니다. 실제로 본 연구를 진행하면서, 예상되는 결과와는 다른 수많은 실패를 겪었습니다. 하지만, 수많은 실패가 단순한 '실패'라는 단어로 끝나지 않고, 그 속에서 성공에 대한 실마리를 관측하고, 응용에 성공했을 때 그만큼 값진 것은 없다고 생각되어 집니다. 따라서 생명과학이라는 학문을 연구하면서 간단할 수도 있고, 복잡할 수도 있지만, 분명 힘든 순간들이 찾아올 수 있습니다. 하지만, 그 순간에 좌절하지않고, 즐기면서 연구를 진행하면 연구에 대한 시야를 넓히고, 좋은 결과가 찾아올 것이라고 생각되어집니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 저의 연구목표는 KAIST에서의 박사학위기간동안 연구하고 개발했었던 CRISPR/Cas9 전달기술들을 바탕으로 마우스에서 더 나아가 사람에게 실제 적용이 가능한 기술들을 개발하고자 합니다. 운이 좋게 올해 10월부터 University of California San Francisco (UCSF)의 Dr. Claire Clelland 교수님 연구실에서 포스닥 과정으로 이와 관련된 연구를 이어 나갈 수 있게 되었습니다. 포스닥 과정동안 저의 연구목표를 이루기 위해 한걸음 더 나아가고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
먼저, 연구를 진행하면서 아낌없는 지원과 지속적인 논의를 통해 좋은 논문으로 발전시킬 수 있게 지도해주신 KAIST 생명과학과 정현정 교수님과, 바이오 및 뇌 공학과 박지호 교수님께 다시 한번 깊은 감사의 말씀을 드립니다. 또한, 본 연구를 진행하기에 앞서 CRISPR/Cas9에 대해 아낌없는 도움을 주셨던 KAIST 생명과학과 김상규 교수님과 전북대학교 원예학과 강범창 교수님께도 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 그리고 공동 제 1저자이신 장민철 선생님과 함께 연구를 진행하여 좋은 논문으로 잘 마무리할 수 있었습니다. 마지막으로, 한빛사에 이렇게 소개를 할 수 있는 기회를 주신 관계자분들께 감사드리며, 좋은 지적을 해주고, 연구와 관련된 논의를 편하게 할 수 있었던 NMDL 연구실 구성원들에게도 큰 감사를 표현하고 싶습니다.
#CRISPR/Cas9
#Lipid nanoparticle
#Cancer therapy
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