사람에게 돼지 장기를 이식할 때 가장 큰 걸림돌은 면역 거부반응이다. 이 면역 거부반응을 줄일 수 있는 유전자 제어 기술이 개발됐다.
농촌진흥청은 4일 이종이식 과정에서 발생하는 면역 거부반응을 줄이기 위해 필요한 유전자만 필요한 시점에 작동하도록 조절하는 ‘이중 프로모터 기반 유전자 제어 기술’을 개발했다고 밝혔다. 전문가들에 따르면 다른 종의 장기를 이식하는 ‘이종이식’에서는 몸이 이식 장기를 적으로 인식해 공격하면서 이식 장기가 유지되지 못하는 문제가 발생한다.
이를 줄이기 위해 면역 조절 유전자를 이용하는 연구가 이어져 왔지만, 유전자가 계속 작동하면 세포에 부담을 주거나 독성을 일으키는 한계가 있었다.
농진청 연구진은 유전자 작동 시점을 조절하는 이중 유전자 제어(프로모터) 전략을 적용해 이 문제를 개선했다. 세포를 보호하는 역할을 하는 유전자(HO1)는 필요할 때만 작동하도록 했고, 면역세포의 공격에 회피 반응을 하는 유전자(CD47)는 게속 작동하도록 설계했다.
이와 함께 연구진은 유전자 가위를 이용해 면역 거부반응 유발 유전자(GGTA1)를 제거하고, 면역조절 유전자(HO1·CD47)를 특정 위치(CMAH)에 정밀하게 삽입했다. 돼지 유전자에서 거부반응을 일으키는 부분은 제거하고 면역 반응을 줄이는 유전자는 추가한 것이다.
연구진은 이 기술을 적용한 형질전환 돼지를 생산했다. 분석 결과 세포 보호 유전자(HO1)는 간과 폐에서 필요할 때만 선택적으로 작동했다. 면역 회피 유전자(CD47)는 몸 전체에서 안정적으로 작동하는 것으로 확인했다.
사람 혈청을 이용한 실험에서도 형질전환 돼지의 세포는 일반 돼지 세포보다 손상이 적고 더 오래 살아남는 것으로 확인됐다. 농진청은 이는 사람 몸에서도 면역 공격을 덜 받아 이식 성공 가능성을 높일 수 있음을 보여주는 결과라고 설명했다.
또한 실제 생산된 형질전환 복제 돼지를 분석했더니 면역 거부반응 유전자는 제거되고 목적 유전자는 정확한 위치에 삽입된 것으로 확인됐다고 덧붙였다. 연구 결과는 이식분야 국제학술지인 ‘제노이식’ 3월호에 게재됐다.
이경태 농진청 국립축산과학원 동물바이오유전체과장은 “유전자를 추가하는 수준을 넘어, 몸 상태에 따라 필요한 유전자만 작동하도록 조절했다는 점에서 의미가 있다”며 “사람에게 이식할 수 있는 돼지 장기 개발의 중요한 기반이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이미쁨 기자 already@nongmin.com
