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미생물이야기 효과 좋은 유전자 운반체 바이러스
2013-08-05 16:06:00
이엠생명과학연구원

효과 좋은 유전자 운반체


 

바이러스는 직접 질병을 치료할 뿐만 아니라 치료를 위해 유전자를 몸 안으로 실어나르는 운반체로 쓸 수도 있다. DNA나 짧은 RNA 조각 같은 유전물질을 몸 안으로 집어넣어 신체 기능 이상을 고치거나 병을 치료하는 기술을 ‘유전자 치료’라고 한다. 이때 유전자를 몸 안으로 운반하는 운반체 역할을 바이러스가 대신하는 것이다.
인제대 의생명공대 김연수 교수는 “바이러스 운반체를 사용하면 유전자 치료 효율이 좋다”며 “에이즈 바이러스(HIV)와 유사한 렌티바이러스가 최근 알츠하이머병, 파킨슨병 같은 유전성·퇴행성 질환 치료를 위해 연구되고 있다”고 설명했다. 렌티바이러스는 분열하지 않는 세포를 감염시켜 숙주 염색체에 자신의 유전자를 끼워 넣기 때문에 신경세포 등 치료에 적용할 수 있는 범위가 넓다. 특히 꾸준히 치료해야 효과가 있는 경우에 많이 사용한다.
서울대 김선영 교수도 레트로바이러스를 이용한 유전자 운반체 개발에 성공해 현재 치료제를 개발하고 있다. 레트로바이러스는 RNA 유전정보를 DNA로 바꾸는 역전사효소를 갖고 있는 바이러스로 에이즈 바이러스도 여기에 속한다.
1996년 국내 최초로 학내 벤처기업 ‘바이로메드’를 세운 김 교수는 혈관이 막혀 다리에 통증과 궤양이 생기는 허혈성 족부질환 치료제를 개발해 현재 임상실험 중이며 2007년 시판할 예정이다.
바이러스의 우수한 감염력은 생물학 연구에서 활발하게 이용되고 있다. 대표적인 예가 유전자의 기능을 규명하기 위해 사용하는 기술인 ‘RNA 간섭’(RNAi)이다. 기능을 알고 싶은 유전자의 RNA 조각을 합성해 세포 속에 집어넣으면 RNA 조각이 유전자의 기능을 억제하는데, 이때 세포에서 나타나지 않는 기능이 원래 알고 싶었던 유전자의 기능이다. 울산대 의대 이기영 교수는 “RNA 간섭에서 가장 중요한 것은 세포 내로 RNA를 전달하는 문제”라며 “바이러스 운반체를 사용하면 쉽게 해결할 수 있다”고 설명했다. 바이러스는 감염력이 뛰어나기 때문에 RNA 조각을 바이러스에 끼워 넣어 감염시키면 RNA가 세포 안으로 쉽게 들어간다.

 

 

바이러스의 칼끝을 돌려라

RNA 간섭 기술은 암 치료에도 응용할 수 있다. 이 교수는 “암세포가 성장하는데 필요한 기능을 가진 유전자의 기능을 억제해 암의 진행을 늦추거나 암을 일으키는 특정한 유전자의 RNA 조각을 만들어 넣으면 암세포의 성장을 억제할 수 있다”고 말한다.
그러나 아직은 유전자 치료보다는 수술이 더 효과적이다. 인제대 김연수 교수는 “유전자 치료로 암을 완치하는 것은 어렵고, 주로 다른 방법이 없는 말기 암 환자에게 시행한다”고 설명했다.

후천성면역결핍증(AIDS)을 일으키는 에이즈 바이러스(HIV)의 전자현미경 사진. 컴퓨터로 색을 입혔다. 에이즈 바이러스는 역전사효소를 갖고 있는 레트로바이러스의 일종이다. 바이러스를 이용한 RNA 간섭은 에이즈 치료에도 사용된다. 2003년 미국 캘리포니아공대(CALTECH) 데이비드 볼티모어 교수팀은 RNA 간섭을 이용해 에이즈 바이러스가 번식하는데 필요한 단백질인 CD4와 CCR5을 제거함으로써 에이즈 감염을 억제하는데 성공했다.
지난 2000년부터 RNA 간섭을 이용한 치료 연구가 시작돼 현재 미국에만 수십 개의 제약회사에서 치료제를 개발하고 있다. 미국 제약회사 앨나일램(Alnylam)은 C형 간염, 암, 관절염 등을 RNA 간섭으로 치료하기 위해 연구하고 있으며 동종 업체 시르나(Sirna)에서는 퇴행성 각막질환으로 눈에 혈관이 과다하게 생긴 환자를 치료하는 실험을 진행하고 있다. 시르나는 2004년 9월 ‘RNA로 만든 최초의 약’으로 미국 식품의약국(FDA)에 신약 임상실험 허가를 신청해 큰 화제를 모았다.

김연수 교수는 “유전자 전달 개념이 도입된 세포 치료(cell therapy)가 앞으로 반드시 필요할 것”이라며 “현재 전체 유전자 치료의 약 60%는 이 방법을 쓰고 있고, 유전성·퇴행성 질환에서는 거의 90%가 바이러스 운반체를 이용해 치료하고 있다”고 소개했다.




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