빨리 늙는 병으로 불리는 ‘허친슨-길포드 조로증 증후군(HGPS)’은 조기 노화와 유사한 임상적 특징을 보이는 희귀 유전질환이다.
조로증은 주로 LMNA 유전자의 엑손 11번에서 발생한 점 돌연변이 ‘c.1824C>T’로 인해 발생, 이는 침묵 돌연변이 ‘p.G608G’로 이어진다.
이 돌연변이는 프로게린이라는 기능장애를 일으키는 핵막 단백질을 생성하고, 이는 세포핵에 축적돼 정상적인 구조와 기능을 방해하면서 다양한 세포 및 생리적 이상을 유발, 노인처럼 뼈가 약해지고 혈관이 굳어져 결국 주요 장기의 기능이 멈추게 된다.
조로증 치료는 돌연변이 유전자를 되돌리는 것이 근본적이지만, 현재 기술로는 불가능한 것으로 알려졌다.
조로증 돌연변이만 정밀 제거
한국생명공학연구원(이하 생명연) 미래형동물자원센터 김선욱 박사팀이 차세대 유전자 조절기술로 조로증 원인을 정밀하게 억제하는 치료법을 세계 최초로 개발했다.
연구팀은 조로증의 원인이 되는 RNA를 정확히 잘라내고 정상 기능은 그대로 유지해 안전성까지 높아는 데 성공했다.
연구팀은 조로증 유발 돌연변이 프로제린 유전자를 정상 유전자와 구별해 정확히 골라내는 RNA가위 ‘RfxCas13d(프로제린 gRNA)’를 만들었다.
이 RNA 가위는 정상적인 단백질은 건드리지 않고 병의 원인이 되는 단백질만 정밀하게 제거할 수 있다.
이 기술은 DNA를 건드리지 않고 병의 원인인 RNA만 정밀하게 제거 할 수 있고, 잘 못 된 경우 되돌릴 수도 있는 혁신 치료법이다.
연구팀은 이 치료법을 조로증 유전자가 있는 생쥐모델에 적용한 결과 털 빠짐, 피부 위축, 척추 기형, 운동능력 저하 등 조로증 증상이 눈에 띄게 개선됐다.
또 체중 증가, 생식기관 기능 회복은 물론 심장과 근육의 기능도 개선됐다.
특히 RfxCas13d-프로게린 gRNA가 도입 된 조로증 생쥐의 간과 신장조직에서 노화 관련 마커의 발현이 감소하고, 골격근 및 심실 구조 완화 등으로 생존율도 높아진 것을 확인했다.
이번 연구는 단순한 질병치료 이상의 노화 원인을 정밀하게 조절할 수 있는 가능성을 연 것으로 평가받는다.
실제 연구팀은 고령자의 피부세포에 RNA 가위기술을 적용했을 때 자연적인 노화도 일부 억제됨을 확인했다.
김 박사는 “이번 기술은 조로증뿐 아니라 RNA 편집오류로 발생하는 다른 유전질환의 15% 이상에 적용 가능하다”며 “앞으로 노화 관련 질병이나 암, 신경퇴행성질환 등에도 확장할 수 있는 플랫폼 기술이 될 것으로 기대한다”고 설명했다.
이어 “프로게린 표적 치료법은 활성산소 축적 및 미토콘드리아 기능장애 등 자연 노화의 주요 특징들을 효과적으로 예방해 자연노화 예방에도 잠재적 효과가 있을 것”이라고 덧붙였다.
한편, 이번 연구결과는 지난달 14일 국제학술지인 ‘Molecular Therapy(IF 12.0)’ 온라인에 게재됐다.
(논문명 : Precise progein targeting using RfxCas13d: A therapeutic avenue for Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome / 교신저자 : 김진만 교수·박영호·김선욱 박사 / 공동 1저자 : 채운빈·양해준·김한섭 박사·이승환 교수)
