서울대학교

생명공학부 조종수 교수팀, siRNA 전달체 연구과정 세계적 교과서에 실어

암 치료 등을 위한 유전자 억제 연구에서 핵심적인 전달체 기술을 제시했던 농생명공학부 조종수 교수팀 연구가 세계적인 교과서에 상세히 소개되는 성과를 올렸다.

유전자 치료법과 관련해 RNA 간섭(interference)을 일으켜 유전자 발현을 억제할 수 있는 siRNA(small interfering RNA) 전달체 연구에 획기적 논문을 발표한 조 교수팀의 연구실험 전체 과정(프로토콜)이 의학 분야에서 세계적인 출판사인 '휴마나 프레스(Humana Press)' 출간 교과서에 실렸다.

1983년부터 지금까지 분자생물학(Molecular Biology) 방법론 부문에서 600여권의 시리즈를 발간한 '휴마나 프레스'가 조 교수팀의 siRNA 연구실험 프로토콜을 하나하나 소개했다는 것은 의미가 상당하다는 평가다.

먼저 교과서에 실린 내용은 siRNA와 관련한 전달체, siRNA 복합체의 형성ㆍ안정성ㆍ형태, 세포 내 동태 및 전자발현 방법 등에 대한 구체적 프로토콜로 구성됐다. 특히 암치료에 연관된 생체 외에서의 암세포 성장, 악성, 전이에 대한 실험방법 등 유전자 발현 억제 과정을 구체적으로 제시했다고 조 교수팀은 밝혔다.

또한 조 교수팀의 연구를 실은 교과서는 과학기술논문인용색인(SCI) 국제 논문과 같은 선상에 있어 생분해성 전달체합성, siRNA 복합체형성 및 생체외에서 유전자억제기술에 대한 정보가 전 세계의 유전자치료 연구자에게 폭넓게 제공될 것으로 기대된다.

조 교수팀의 프로토콜은 유전자 치료법과 관련한 siRNA를 효과적으로 전달할 수 있는 폴리아미노에스터(poly(amino ester)) 전달체 연구로 모아진다. 유전자 치료는 크게 두 가지로 나뉘는데, 유전자의 손실로 기능을 잃은 세포에 DNA를 전달해줌으로써 손실된 기능을 되찾도록 유전자 발현을 촉진하는 방법과 siRNA를 전달해 특정유전자의 발현을 억제하는 방법이 그것이다.

이 가운데 siRNA가 바이러스 감염이나 특정 유전 및 단백질 질환뿐 아니라 항암치료에 있어 암세포의 사멸을 유도할 수 있는 핵심 치료법으로 최근 주목받고 있다. siRNA는 화학적으로 안정하고 효과가 길며 가격이 싸고 합성이 쉽다. 또한 모든 세포가 siRNA의 메커니즘을 갖고 있고 모든 유전자가 타깃이 될 수 있다. 하지만 이런 siRNA를 세포 내로 운반하는 전달체 연구는 그간 많은 한계와 문제점을 안고 있었다. 유전자 발현 억제 효율이 높은 바이러스 벡터가 siRNA 전달체로서 사용되고 있지만 면역성, 암 유발성, 생산과 정제의 어려움이 많다.

비 바이러스 벡터인 PEI가 siRNA 전달체로 시도되고 있지만, 세포독성이 있고 생분해성을 갖지 않는 문제점으로 임상 적용에 한계점이 있다는 것이다. 이에 대해 조 교수팀은 비 바이러스 벡터인 폴리아미노에스터가 생분해성과 독성이 없는 이유로 폐암세포를 이용한 생체 외 실험에서 Akt1 siRNA를 효과적으로 전달해 폐암세포에서 유전자 발현을 억제한다는 결과를 지난 2008년 3월 발표했다.

또 당시 연구진은 폴리아미노에스터와 Akt1 siRNA의 복합체인 poly(ester amine)/Akt1 siRNA를 만들어 에어로졸 형태로 폐암에 걸린 실험용 쥐에 흡입시킨 결과 단백질 생성을 80％까지 억제해 치료에 효과가 있었다는 점을 밝혀냈다.