CRISPR-Cas9 기술과 편집의 혁신

CRISPR-Cas9 기술의 탄생과 원리

CRISPR-Cas9은 현대 생명공학과 기초공학의 혁신적임을 이끈 분들을 위한 편집 기술입니다. CRISPR(Clustered Regularly Interspace Short Palindromic Repeats)은 박테리아가 바이러스로부터 자신을 보호하기 위해 사용하는 기억과 대응 시스템입니다. 세균은 과거에 접한 바이러스의 DNA 조각을 기억하고, 이를 바탕으로 다시 공격했을 때 방어하는 기전을 갖고 있습니다.

 

Cas9(CRISPR 관련 단백질 9)에는 DNA의 특정 부분을 표적으로 삼고 절단하는 데 사용되는 효소인 CRISPR의 한 종류입니다. 이런 방식 기술은 바이러스 DNA를 탐지하여 절단하고 제거하는 과정을 통해 작동하고 응용 프로그램을 통해 편집 기술이 발전했습니다. CRISPR-Cas9에는 가이드 RNA(가이드 RNA)와 Cas9 단백질로 구성되며 가이드 RNA는 DNA를 정확하게 목표하도록 설계되었으며 Cas9은 해당 DNA를 절단하는 역할을 합니다. 이 기술은 높은 질적 수준과 정밀함을 자랑하며 기존의 편집 기술에 비해 저렴한 비용으로 어려운 변형을 아주 쉽게 작업할 수 있습니다.

 

Cas9은 CRISPR RNA (c rRNA)와 전달 RNA (tracrRNA)의 조합을 통해 특정한 염기서열을 인식하고 결합합니다.

c rRNA는 Cas9에 의해 인식되는 독특한 염기서열을 가지고 있으며, tracrRNA는 c rRNA와 Cas9의 결합을 잘 되게 하는 역할을 합니다. 최근에는 c rRNA와 tracrRNA를 더해 단일 가이드 RNA (sgRNA)를 사용하는 경우가 더 많습니다.

 

​CRISPR-Cas9은 이러한 요소들의 상호작용으로 특정한 유전자 염기서열 모양을 인식 결합 후, Cas9 효소가 DNA를 잘라냅니다. 이렇게 달라진 DNA는 세포 내에서 다양한 방법으로 수정 또는 수정되지 않은 여러 형태로 재조합될 수 있습니다.

​CRISPR-Cas9은 이렇게 염기서열을 인식하는 능력을 갖추고 있기 때문에 특정한 유전자 부위를 원하는 형식으로 인식하고 결합할 수 있습니다. 이를 통해 원하는 유전자를 정확하게 표적화하고 수정 보완할 수 있게 됩니다.

이러한 타깃 성은 CRISPR-Cas9 시스템이 유전자 편집 기술에서 널리 사용되고 연구 되는 이유 중 하나입니다.

 

유전자 Knockout 과정이라고도 하는데 같은 의미로 연구자가 제거하거나 결핍시키고 싶은 유전자를 선택해서 세포가 어떤 기능을 하는지 알아보는 과정입니다. 

 

 

CRISPR-Cas9의 응용 프로그램

CRISPR-Cas9는 십자형에서 손잡이의 보호와 기능을 강화하는 도구로 자리를 잡습니다. 특히, 현상적 원인으로 발생하는 질병 치료에 중요한 현상구를 제공했습니다. 예를 들어, 겸상 적혈구빈혈증이나 낭포성 섬유증과 같은 존재는 특정 예외의 변이가 원인으로 밝혀졌습니다. CRISPR-Cas9 기술은 이러한 변이 질병과 통증을 정확하게 치료하거나 제거함으로써 환자의 건강을 개선할 수 있습니다. 또한, 암 연구에서도 활발하게 연구 중 입니다. CRISPR-Cas9는 암세포의 특정 보호 기능을 차단하거나 암의 성장을 방해하는 역할을 하여 암 치료법으로 여러분야에서 다양하게 활용됩니다. 점점 더 많은 세포를 선별 타겟팅 하여 치료 효과를 극대화하는 연구를 진행하고 있습니다. CRISPR-Cas9는 별도의 치료 도구를 넘어 세포의 병적 기전 세포분열 전이의 원인을 근복적으로 그 과정을 차단하여 새로운 질병치료법을 개발하는 데 중심적 역할을 진행중입니다.

 

암세포는 일반적으로 자신의 생존을 위해 특정 효소를 활성화하거나 비정상적 성장 신호를 유발하는 능력이 있습니다. 예를 들어 혈액 내 포도당이 많아지면 암의 성장이 촉진됩니다. CRISPR-Cas9에는 이 과정에서 촉진제 역할을 하는 효소단백질을 차단함으로써 암세포의 성장과 반응을 치료할 수 있습니다.

특히 CRISPR-Cas9이 중요한 역할을 합니다. 연구자들은 테러리스트의 면역 세포(T세포)를 활동하여, CRISPR-Cas9을 특별히 활용하여 암세포를 더욱 공격하도록 T를 강화합니다. 이 과정에서 세포를 공격하는 동시에, 암세포에 접근할 수 있는 박테리아를 이용하여 암세포의 증식에 방해 하는 박테리아를 활용합니다. 미생물을 통해 미생물을 활용하여 더욱 효과적인 치료 효과를 얻을 수 있습니다.

 

또한 CRISPR-Cas9에는 암세포 내에서 특정 보호 장치를 차단하는 데도 사용됩니다. 암세포는 종종 흥미로운 휴식을 취하기 위해 치료를 받기 시작합니다. 예를 들어, DNA 복구를 강화하거나 세포 파괴를 방지하는 것을 활성화함으로써 치료 효과를 얻을 수 있습니다. CRISPR-Cas9에는 이러한 경로를 차단하여 암세포를 치료에 더 적극적으로 다양한 방안을 선택할 수 있게 해 주었습니다. 물론 모든 치료의 선택은 당사자에게 있습니다. 

 

암 연구에서 CRISPR-Cas9의 또 다른 주요 활용은 충격 스크리닝입니다. 이 기술을 사용하여 암세포에서 생존과 성장을 위해 용기를 얻을 수 있습니다. 특정 문의처에 대해, 암세포가 반응하는 방식으로, 조사관들은 암세포의 취약점(취약점)을 찾아 새로운 경고를 표시하고 있습니다. 이러한 딥러닝 기술은 다양한 암 유형에서 가능해지도록 만들어졌으며, 발전에 중요한 정보를 제공합니다.

결과적으로, CRISPR-Cas9은 암 치료뿐만 아니라 암의 생체 인식을 이해하는 데에도 훌륭한 도구로 자리를 잡고 있습니다.

 

CRISPR-Cas9 활용 환경

 

CRISPR-Cas9은 농업 환경에서도 큰 영향을 미치고 있습니다. 농업에서는 병충해에 강하고 생산성이 높은 분할을 개발하는 데 활용됩니다. 예를 들어, 특정 부품에 저항성을 갖는 쌀, 밀, 조각과 같은 찢어짐 CRISPR-Cas9 기술을 통해 개발되었습니다. 이러한 부분은 분리되어 있어 분리형 손잡이 부분을 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 경고 기술은 더 높은 독성 가를 유발하는 식품을 만드는 데도 사용됩니다. 예를 들어, 비타민 A가 풍부한 황금 쌀(Golden Rice)은 실조 문제를 해결하기 위해 몇몇 멤버로 나타나는 영양 성분입니다. 환경 분야에서도 CRISPR-Cas9에는 재활용 미래 저감과 동일할 가능성이 있는 문제 해결에 사용됩니다. 배출 물질을 제거하는 개발, 절도에 처한 종의 보호 등 다양한 환경 프로젝트에서 CRISPR-Cas9이 유니버스하고 있습니다.

 

CRISPR-Cas9의 도전과제와 도덕적 토론

CRISPR-Cas9의 가능성은 무궁무진하지만, 독립적인 기술적인 도전 과제에 존재합니다. 특히 인간 배아에 대한 경고는 많은 문제들을 가지고 있습니다. 배아 복제(복제 태아)와 같은 개념의 아기는 괴물 같은, 생물 문제 비도덕적인 생명 경시 현상을 일으킬 만한 위험성이 제기됩니다. 또한, CRISPR-Cas9은 선함이 아닌 사회적인 욕심과 욕망을 위해 도덕성을 배제한  "오프 타깃 효과(off-target effect)"의 위험이 있습니다. 이에 대해 불편함을 겪을 수 있어 기술의 불편함을 보완하기 위해 법적인 추가 조처를 해야 합니다. 

CRISPR-Cas9는 현대 획기적인 공학의 핵심 기술로서 생물학,의료, 농업, 환경 등 다양한 분야에서 무한한 가능성을 열어주고 있습니다. 그러나 기술의 발전은 항상 사회적 영향과 도덕적 책임을 생각하고 진정한 인류를 향한 길을 향한 접근이  필요합니다.