<p>현재 가장 많이 이용되고 있는 유전자교정기술인 CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats) 시스템은 단일 가닥의 가이드 RNA (single guide RNA, sgRNA)와 목표 DNA 단편을 절단하는 Cas9 등의 가수분해효소 등으로 구성되어 있다. Cas9 등의 가수분해효소는 CRISPR RNA(crRNA)에 상보적인 가닥을 절단하는 NHN도메인과 이중나선 DNA의 다른 가닥을 절단하는 Ruc-V-like 도메인으로 구분한다. sgRNA는 5 말단에 목표 염기서열을 인식하는데 가장 중요한 염기서열을 포함하고 있다. 현재까지 보고된 바에 의하면 대부분의 비의도적 돌연변이(off-target)는 이 주변 즉 protospacer adjacent motif(PAM) 서열에서 집중적으로 확인되었다. 이러한 비의도적 돌연변이를 낮추는 전략으로 가이드 sgRNA의 길이와 비 상보적인 mismatching 염기의 수, sgRNA의 GC 함량 등이 주요한 인자인 것으로 보고되었다. 또한, sgRNA/Cas9 등의 가수분해효소 단백질의 농도 및 비율도 주요한 영향 인자로 작용하므로 이들을 도입하여 발현시키는 프로모터의 선정 등을 고려하여 비의도적 돌연변이의 빈도를 줄일 수 있는 조건을 설정할 필요가 있다. 이 외에도 sgRNA 및 Cas9 등의 핵산 가수분해효소의 발현용 운반체의 도입을 위한 식물형질전환 방법, 다양한 Cas 변이체의 사용 등의 방법들도 제시되고 있다. 또한 aptazyme (ribozyme-based sgRNA strategy, 자가 절단 RNA 효소)시스템의 적용 등도 제시되었다. 그러나 비의도적 돌연변이가 전혀 일어나지 않고 의도적 돌연변이(유전자 교정)만 \( 100 \% \) 보장할 수 있는 기술의 개발이 쉽지 않은 것이 현실이다.</p><p>이러한 현실에도 불구하고 유전자교정 작물의 안전성 평가를 위하여 숙주 생물체의 유전체 내에 비의도적 돌연변이가 발생하지 않았다는 사실을 증명하는 자료를 제출하도록 하여야 한다는 주장이 제기되고 있다. 그러나 이 또한 현실적으로 쉽지 않다. 특정 유전자교정 작물의 비의도적 돌연변이를 검정하기 위한 가장 확실한 방법은 전체 유전체의 염기서열을 분석하는 기술(whole genome sequencing, WGS)이다. 하지만 식물의 겅우에는 유전자교정을 위한 식물조직배양 과정에서 일어나는 체세포 돌연변이 등에 대한 비교 실험이 동시에 수반되어야 정확하게 실제 비의도적 돌연변이 여부를 파악할 수 있다는 어려움이 지적되었다.</p><p>특히, 최근에 자연 상태에서 자연적으로 아그로박테리아의 T-DNA 단편이 식물체의 유전체에 삽입되어 현존하는 재배종까지 확인된 자연적으로 발생된 GM 고구마, 담배 등의 연구결과에서도 T-DNA의 전이 과정에서 숙주식물의 유전체에 내재하는 유전자 뿐만 아니라 도입되는 T-DNA 단편 내에 삽입, 결실, 역위, 재배열 등 다양한 형태의 돌연변이가 발생하였음이 확인되었으나 이들이 인체 및 환경에 대한 위해성이 확인된 보고는 없다. 또한, 현재까지 안전성 평가 후 상업화가 승인된 다수의 GM 작물의 이벤트 중에서도 목표로 하는 외래 유전자가 삽입된 재조합 T-DNA가 숙주 식물의 유전체 내로 전이되는 과정에서 야기된 비의도적인 염기의 결실, 삽입 등 크고 작은 돌연변이가 발생한 것을 알 수 있었다.</p><p>따라서 본 논문에서는 유전자교정 작물의 비의도적 돌연변이의 안전성에 관하여 식물이 내포하고 있는 특성에 따른 장점을 검토하고, 자연 상태에서 자연적으로 발생하여 재배종화 된 GM 작물들과 현재까지 안전성 심사결과 상업화가 승인된 유전자변형작물 이벤트 중 비의도적 돌연변이가 발생 된 사례들을 조사하여 인체 및 안전성에 미칠 잠재적 위해성 여부 등을 검토하였다.</p>
특정 유전자교정 작물의 비의도적 돌연변이를 검정하기 위한 가장 확실한 방법은 무엇인가?
전체 유전체의 염기서열을 분석하는 기술