KIST, 유전자가위 활용한 ‘유전자·도핑 분석법’ 개발극미량 혈액 시료로 90분 이내 검출..정밀의료 등 활용KIST가 개발한 유전자 가위를 활용한 체외 유전자·세포 도핑 분석법 개념도 KIST 제공유전자 편집기술을 활용해 체외 유전자와 세포를 정밀 분석하는 기술이 개발됐다. 경기력 향상을 위해 스포츠계에서 악용될 가능성이 높은 유전자·세포 기반 약물 도핑 분석에 활용될 것으로 기대된다.한국과학기술연구원(KIST)은 성창민 도핑콘트롤센터 책임연구원이 박희호 고려대 교수 연구팀과 공동으로 복잡한 시료 전처리 과정 없이 혈액 내 표적 유전자를 증폭한 뒤 크리스퍼 유전자 가위를 통해 체외 유전자 및 세포 도핑 여부를 분석하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.유전자나 세포치료제를 활용해 체내 기능을 조작하는 ‘유전자·세포 도핑’은 스포츠계의 공정성을 심각하게 위협하고 있다. 이 때문에 근력이나 지구력을 극대화하는 인슐린 유사 성장인자, 적혈구 생성인자와 같은 유전자 기반 약물들은 2003년부터 세계반도핑기구(WADA)에 의해 금지되고 있다. 하지만 이를 판별할 진단 기술은 아직 초기 단계다.도쿄올림픽에서 실시간 중합효소연쇄반응(qPCR) 기반 유전자 증폭 검사법이 시범 도입됐지만 체내 단백질과 구조가 같은 체외 유전자 물질은 구분이 어려워 DNA 수준에서 체외 물질을 구별할 수 있는 새로운 분석 플랫폼 구축이 요구돼 왔다.연구팀은 성장호르몬, 적혈구 생성인자, 인슐린 유사 성장인자 등 네 가지 표적 단백질을 실험용 쥐 모델에 주입한 뒤 개발된 분석 기술을 적용한 결과, 손끝에 맺히는 핏방울의 절반도 안 되는 극소량의 혈액 시료 5㎕)마이크로리터) 만으로도 90분 이내 2.5 분자 수준의 체외 유전자를 정확하게 검출하는 데 성공했다.분석법은 도핑검사뿐 아니라, 감염병 조기 진단과 항생제 내성 유전자 탐지, 유전병 검사, 세포치료제 적응성 평가 등에 활용될 것으로 기대된다. 연구팀은 WADA 공인 분석법 채택을 위한 인증 절차를 진행하고 있다.성창민 KIST 책임연구원은 “유전자·단백질 기반의 다양한 신규 도핑 방식에 대응 가능한 차세대 반도핑 검사 플랫폼으로 활용될 것”이라며 “앞으로 정밀 의료와 유전자 진단 기술의 핵심 기반으로 발전할 가능성이 크다”고 말했다.이 연구결과는 국제학술지 ‘사이KIST, 유전자가위 활용한 ‘유전자·도핑 분석법’ 개발극미량 혈액 시료로 90분 이내 검출..정밀의료 등 활용KIST가 개발한 유전자 가위를 활용한 체외 유전자·세포 도핑 분석법 개념도 KIST 제공유전자 편집기술을 활용해 체외 유전자와 세포를 정밀 분석하는 기술이 개발됐다. 경기력 향상을 위해 스포츠계에서 악용될 가능성이 높은 유전자·세포 기반 약물 도핑 분석에 활용될 것으로 기대된다.한국과학기술연구원(KIST)은 성창민 도핑콘트롤센터 책임연구원이 박희호 고려대 교수 연구팀과 공동으로 복잡한 시료 전처리 과정 없이 혈액 내 표적 유전자를 증폭한 뒤 크리스퍼 유전자 가위를 통해 체외 유전자 및 세포 도핑 여부를 분석하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.유전자나 세포치료제를 활용해 체내 기능을 조작하는 ‘유전자·세포 도핑’은 스포츠계의 공정성을 심각하게 위협하고 있다. 이 때문에 근력이나 지구력을 극대화하는 인슐린 유사 성장인자, 적혈구 생성인자와 같은 유전자 기반 약물들은 2003년부터 세계반도핑기구(WADA)에 의해 금지되고 있다. 하지만 이를 판별할 진단 기술은 아직 초기 단계다.도쿄올림픽에서 실시간 중합효소연쇄반응(qPCR) 기반 유전자 증폭 검사법이 시범 도입됐지만 체내 단백질과 구조가 같은 체외 유전자 물질은 구분이 어려워 DNA 수준에서 체외 물질을 구별할 수 있는 새로운 분석 플랫폼 구축이 요구돼 왔다.연구팀은 성장호르몬, 적혈구 생성인자, 인슐린 유사 성장인자 등 네 가지 표적 단백질을 실험용 쥐 모델에 주입한 뒤 개발된 분석 기술을 적용한 결과, 손끝에 맺히는 핏방울의 절반도 안 되는 극소량의 혈액 시료 5㎕)마이크로리터) 만으로도 90분 이내 2.5 분자 수준의 체외 유전자를 정확하게 검출하는 데 성공했다.분석법은 도핑검사뿐 아니라, 감염병 조기 진단과 항생제 내성 유전자 탐지, 유전병 검사, 세포치료제 적응성 평가 등에 활용될 것으로 기대된다. 연구팀은 WADA 공인 분석법 채택을 위한 인증 절차를 진행하고 있다.성창민 KIST 책임연구원은 “유전자·단백질 기반의 다양한 신규 도핑 방식에 대응 가능한 차세대 반도핑 검사 플랫폼으로 활용될 것”이라며 “앞으로 정밀 의료와 유전자 진단 기술의 핵심 기반으로 발전할 가능성이 크다”고 말했다.이 연구결과는 국제학술지
