CRISPR-Cpf1 매개 다중 유전자편집을 위한 새로운 단일 아데노부속바이러스 벡터에 관한 연구

Abstract

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) /Cas (CRISPR associated protein) system은 CRISPR RNA (crRNA)가 상보적인 염기서열을 인식하여 절단해야 할 염기서열로 안내하게 되면 Cas9이 그 특정 부위에 결합하여 염기서열을 자르는 유전자 가위 역할을 하는 박테리아 면역체계로부터 유래되었다. 이를 이용하여 원하는 염기서열에 맞춰 crRNA를 제작하게 되면 원하는 유전자 부위만을 편집할 수 있게 되어 유전자 편집에 널리 이용되고 있다. 본 연구는 Cas 단백질 중 하나인 AsCpf1 (Acidaminococcus sp. CRISPR from Prevotella and Francisella 1)을 이용하여 유전자 편집이 가능한 벡터 system 개발을 위한 연구를 진행하였다. Cpf1이 가지는 pre-crRNA processing 활성으로 인해 여러 개의 crRNA가 하나로 연결되어 발현될지라도 각각의 crRNA로 쪼개어 여러 개의 crRNA를 만들어 낼 수 있는 특성을 이용하여 단일 벡터를 이용한 다중 유전자 편집 system을 구축 하였다(1),(2). 또한 이를 높은 안정성으로 in vivo 실험에 많이 사용되고 있지만 탑재 가능한 유전자 크기가 작아 한가지 벡터만으로CRISPR-Cas system 발현이 어려운 Adeno-associated virus (AAV)에 적용시켜 AAV를 이용한 다중 유전자 교정 system을 구축하였다(3). 본 연구를 통해 제작된 AAV 벡터는 양방향성 promoter인 H1 promoter의 사용으로 transgene 삽입 공간을 확보하고 CRISPR-Cpf1 system 발현이 가능할 뿐만 아니라 다중 유전자가위 발현을 구현할 수 있게 되었다. 개발된 CRISPR-Cpf1 system 발현 단일 AAV 벡터는 in vitro/in vivo 실험 진행 과정에서 AAV 제작과 관련하여 시간적, 경제적 비용을 감소시킬 수 있게 될 것이며, 단일 유전자는 물론 다중 유전자 교정이 가능하게 됨으로써 기술적으로 더 간단한 유전자 편집을 수행하는데 기여할 수 있게 될 것이다.