설명: 유전자 편집 가위로 노벨 화학상
Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna는 과학자들이 유전자 서열 내부에 '잘라내기'를 허용하는 CRISPR의 화학상을 공동 수상했습니다. 이것은 다양한 잠재적 용도를 가지고 있지만 윤리적인 문제도 제기합니다.
첫째, 연구자들은 가이드 RNA를 인위적으로 만들어 유전자 가위를 게놈에서 절단될 위치로 가져가는 데 도움을 줍니다. 유전자를 편집하기 위해 그들은 특별히 작은 DNA 템플릿을 디자인합니다. 세포가 절단을 수리할 때 이 DNA 템플릿을 사용합니다. 이것은 게놈의 코드를 변경합니다. (요한 야르네스타드/스웨덴 왕립과학원) 그 단순성은 모든 워드 프로세서의 '잘라내기-복사-붙여넣기' 메커니즘(또는 똑같이 일반적인 '찾기-바꾸기' 메커니즘)과 종종 비교되어 왔으며, 그 사용은 잠재적으로 인간과 다른 모든 생명체를 변형시킬 수 있습니다. 유전 및 기타 질병을 잠재적으로 제거하고 농업 생산량을 늘리고 기형을 교정하며 '디자이너 베이비'를 생산하고 미용적 완성도를 가져오는 더 논쟁적인 가능성을 열어줄 수 있습니다. 사실상, 유전자의 기능과 관련된 모든 것은 수정되거나 '편집'될 수 있습니다.
유전자 편집을 위한 CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats의 약자) 기술은 2012년 개발된 이래로 삶의 질 향상에 대한 약속, 그리고 오용의 위험성. 그 이후로 수백 명의 과학자와 실험실에서 다양한 용도의 기술을 연구하기 시작했습니다. 지난 8년 동안 이 기술은 개발자들에게 일련의 상과 영예를 안겨주었습니다. 수요일에 노벨 화학상은 모든 것을 시작한 두 여성인 프랑스의 Emmanuelle Charpentier(52세)와 56세의 미국인 Jennifer Doudna에게 돌아갔습니다.
노벨상 역사상 두 명의 여성이 단독 수상자로 선언된 것은 아마도 이번이 처음일 것입니다.
기술
유전자 서열을 편집하거나 수정하는 것은 새로운 것이 아닙니다. 그것은 수십 년 동안 특히 농업 분야에서 일어나고 있습니다. 여러 작물이 특정 특성을 제공하도록 유전자 변형된 경우입니다.
그러나 CRISPR이 한 일은 유전자 편집을 매우 쉽고 간단하게 만드는 동시에 매우 효율적으로 만드는 것입니다. 그리고 가능성은 거의 무한하다고 뉴델리에 있는 CSIR-Institute of Genomics and Integrative Biology에서 이 기술을 사용하는 Debojyoti Chakraborty가 말했습니다.
본질적으로 이 기술은 간단한 방식으로 작동합니다. 즉, 문제의 원인으로 진단된 유전자 시퀀스의 특정 영역을 찾아 잘라내어 더 이상 문제를 일으키지 않는 정확하고 새로운 시퀀스로 대체합니다. 문제.
이 기술은 바이러스 공격으로부터 자신을 보호하기 위해 유사한 방법을 사용하는 일부 박테리아의 자연 방어 메커니즘을 복제합니다.
RNA 분자는 DNA 가닥에서 특정 문제가 있는 서열을 찾도록 프로그램되어 있으며, 현재 대중 문헌에서 종종 '유전적 가위'로 묘사되는 Cas9라는 특수 단백질을 사용하여 문제가 있는 서열을 절단하고 제거합니다. DNA 가닥은 끊어지면 자연적으로 복구되는 경향이 있습니다. 그러나 자동 수리 메커니즘은 문제가 있는 시퀀스의 재성장으로 이어질 수 있습니다. 과학자들은 원래 시퀀스를 대체하는 원하는 유전자 코드 시퀀스를 제공하여 이 자동 복구 프로세스에 개입합니다. 긴 지퍼의 중간 부분을 자르고 그 부분을 새 부분으로 교체하는 것과 같습니다.
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전체 프로세스가 프로그래밍 가능하기 때문에 놀라운 효율성을 가지며 이미 거의 기적에 가까운 결과를 가져왔습니다. 일부 형태의 암을 포함하여 원치 않는 유전적 돌연변이로 인해 발생하는 질병과 장애가 많이 있습니다. 이 기술로 모두 해결할 수 있습니다. 다른 곳에도 방대한 응용 프로그램이 있습니다. 질병을 유발하는 유기체의 유전적 서열은 그것들을 비효율적으로 만들기 위해 변경될 수 있습니다. 식물의 유전자는 해충을 견디도록 수정하거나 가뭄이나 온도에 대한 내성을 향상시킬 수 있습니다.
의미 측면에서 이것은 아마도 1950년대 DNA 분자의 이중 나선 구조가 발견된 이후 생명 과학에서 가장 중요한 발견일 수 있다고 Mohali에 기반을 둔 National Agri-Food Biotechnology Institute의 Siddharth Tiwari는 말했습니다. 바나나 식물의 유전자에 CRISPR 기술을 사용합니다.
Emmanuelle Charpentier와 Jennifer Doudna는 생물의 DNA를 바꾸는 데 사용할 수 있는 CRISPR/Cas9 유전자 가위를 발견했습니다. 우승자들
Charpentier와 Doudna는 나중에 이 기술로 발전하기 위해 함께 모인 서로 다른 정보를 우연히 발견했을 때 독립적으로 작업했습니다. 당시 스웨덴의 한 실험실에서 일하고 있던 생물학자 샤르팡티에는 자신이 연구하고 있던 화농성 연쇄상구균(Streptococcus pyogenes)이라는 특정 박테리아의 유전자 염기서열에 대해 얻은 새로운 정보를 처리하기 위해 생화학자의 전문 지식이 필요했습니다.
그녀는 버클리 캘리포니아 대학에서 Doudna의 연구에 대해 들었고, 노벨상 웹사이트에 게시된 계정에 따르면 두 사람은 2011년 푸에르토리코에서 열린 과학 회의에서 우연히 만났습니다. Chapentier는 Doudna가 동의한 협력을 제안했습니다. 그들의 연구 그룹은 다음 해에 걸쳐 장거리에 걸쳐 협력했습니다. 1년 만에 그들은 유전자 편집의 혁명적인 기술을 내놓을 수 있었습니다.
다른 여러 과학자와 연구 그룹도 이 기술의 개발에 중요한 공헌을 했습니다. 리투아니아의 Vilnius 대학에서 일하는 생화학자인 Virginijus Siksnys와 같은 사람은 이 기술의 공동 발명자로 널리 알려져 있습니다. 실제로, Siksnys는 이 기술에 대해 Doudna 및 Chapentier와 함께 2018 Kavli Prize in Nanoscience를 공유했습니다. 그러나 두 여성의 중대한 기여는 의심의 여지가 없습니다. 그들의 업적은 2015년 생명 과학 분야의 획기적인 상과 올해 초 의학 분야의 Wolf Prize를 포함하여 지난 몇 년 동안 여러 권위 있는 상을 통해 인정받았습니다.
화학 노벨이 생물학자들에게 갔다는 것에 대해 과학계에서 약간의 수군거림이 있었습니다. 그러나 분명히 이것은 새로운 현상이 아닙니다. 생명 과학에서 화학의 중심 역할(분자 수준에서 생물학은 본질적으로 화학임)으로 인해 최근 생화학 분야의 업적으로 노벨상을 받는 사람이 늘어나고 있습니다. 실제로 올해 초 발표된 연구논문에서는 이러한 점진적인 화학상의 변화를 지적한 바 있다. 영국 왕립화학협회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 뉴스 잡지인 Chemistry World에 따르면 지금까지 화학 노벨상을 받은 과학자 189명 중 59명이 생화학 분야에서 일했습니다. 이것은 화학의 다른 어떤 분야보다 많은 것이었습니다.
윤리적 문제
2018년 11월, 심천의 한 중국 연구원은 자신이 인간 배아의 유전자를 변형시켜 결국 쌍둥이 소녀를 낳았다고 주장하여 국제적 센세이션을 일으켰습니다. 이것은 CRISPR와 같은 새로운 유전자 편집 도구를 사용하여 '디자이너 베이비'를 생산한 최초의 문서화된 사례였으며, Doudna와 같은 과학자들이 이야기해 왔던 바로 그런 종류의 윤리적 문제를 제기했습니다.
중국인 쌍둥이의 경우 에이즈를 일으키는 바이러스인 HIV에 감염되지 않도록 유전자를 조작했다. 이 특별한 특성은 다음 세대에도 상속될 것입니다. 특정 유전적 특성을 가진 아기를 낳는 윤리보다 이 기술이 사용된 이유에 대한 우려가 있었다. 과학자들은 이 경우의 문제인 HIV 바이러스 감염 가능성이 이미 다른 대체 솔루션과 치료법을 가지고 있다고 지적했습니다. 설상가상으로 유전자 편집이 규제 승인이나 감독 없이 이루어졌을 가능성이 있다는 점입니다. 다른 사람들은 또한 CRISPR 기술이 믿을 수 없을 정도로 정확하지만 100% 정확하지 않으며 일부 다른 유전자도 실수로 변경될 수 있다고 지적했습니다.
Doudna 자신은 CRISPR 기술 사용에 대한 국제 규칙 및 지침 개발을 위해 캠페인을 벌여왔으며 그때까지 이러한 종류의 응용 프로그램을 일반적으로 일시 중지해야 한다고 주장했습니다.
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