유전자교정 (genomeediting) 기술은 말 그대로 유전자를 변경해서 새로운 형질을 만들어내는 기술을 말한다. 그중 가장 최근에 개발된 크리스퍼 (CRISPR-Cas9) 유전자가위는 인간이나 동식물의 세포에서 특정 유전자를 담고 있는DNA를 가위처럼 잘라내는 효소로서, 표적DNA를 구별하는 가이드 RNA와실제로 DNA를 잘라내는Cas9 단백질로 구성된다. 크리스퍼 기술을 이용하면 유전자를 잘라내고 새로 바꾸는 데 소요되는 시간과 노력을 획기적으로 줄일 수 있기 때문에 유전자가위는에이즈, 혈우병등 유전 질환을 치료하고, 농작물의 품질 개량 등을 이룰 수 있는 방법으로 주목받고 있다.하지만 크리스퍼 유전자가위의 생명공학적 중요성에 비해 정작 이 유전자가위가 어떻게 작동하는지는 분자 수준에서 거의 알려진 바가 없었다.
최근 서울대학교 화학부의 김성근 교수 연구실은 한양대학교 화학과 배상수 교수 연구실과의 공동연구를 통하여 Cas9 단백질과 가이드 RNA 및 표적 DNA 간의 상호 구조변화를 단일분자 수준에서 관찰하는데 성공하였다. 이에 따르면 Cas9 단백질은 가이드 RNA 및 표적 DNA와 단계적으로 결합하면서 각각의 상태에 최적화된 구조를 가지게 되며 이를 통해 최대의 효소 활성을 갖게 된다. 또한 Cas9 단백질이 표적 DNA와 결합한 이후에도 가이드 RNA 는 수시로 구조를 바꿔가며 단백질의 활성에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 이와 같은 크리스퍼 유전자가위의 구조와 기작에 대한 연구는 유전자 교정에 기반한 생명공학 산업에 기여할 것으로 기대된다. 이 연구 결과는 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 출간되었다.