농진청, 돼지 폐세포 유전자 전달체 비교…AAV2 효율 52%로 최고

Cas9 발현 돼지 유래 불멸화 폐세포주 구축 18종 AAV 분석

‘한국동물번식학회지’ 게재 특허 출원 완료

돼지세포 관련 논문 일부. ⓒ농촌진흥청

농촌진흥청은 돼지 폐 세포에 유전자를 효율적으로 전달할 수 있는 전달체를 비교·분석한 결과, 아데노관련바이러스(AAV) 가운데 AAV2 유형의 전달 효율이 가장 높았다고 밝혔다.

유전자 기능 연구는 특정 유전자를 세포 안으로 전달한 뒤 반응을 확인하는 방식으로 진행된다. 다만 유전자는 스스로 세포 안으로 들어갈 수 없어, 바이러스가 세포에 침투하는 성질을 활용한 ‘전달체’를 사용한다. AAV는 사람과 동물에서 질병을 거의 일으키지 않는 것으로 알려져 유전자 연구 전달체로 활용된다. 유형에 따라 특정 조직과 세포에 유전자를 전달하는 능력은 차이가 난다.

국립축산과학원 연구진은 돼지 폐 세포에 적합한 AAV 유형을 확인하기 위해 2023년 국내 최초로 자체 개발한 유전자 가위(Cas9)가 발현되는 돼지에서 폐세포를 분리하고, ‘불멸화 돼지 폐세포주’를 새롭게 구축했다. 이 세포주는 돼지 폐 세포 특성을 유지하면서 반복 실험이 가능해 장기간 안정적으로 전달 효율을 비교·평가하는 데 활용할 수 있다는 설명이다.

연구진은 해당 세포주를 활용해 AAV 18종의 돼지 폐 세포 내 전달 효율을 비교·분석했다. 그 결과 AAV2 유형의 전달 효율이 약 52%로 가장 높게 나타났다. 국립축산과학원은 이번 결과가 돼지 폐 세포 기반 유전자 연구에서 전달체별 효율을 비교해 확인했다는 점에서 의미가 있다고 밝혔다. 향후 돼지 호흡기 질환 관련 유전자 연구의 기초 단계에서 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

이번 연구 결과는 학술지 ‘한국동물번식학회지’에 게재됐으며 관련 기술은 특허 출원을 완료했다. 특허 출원명은 ‘Cas9 유전자 발현 돼지 유래 불멸화 폐상피세포주 및 이를 이용한 AAV 기반 유전자 전달 효율 평가 방법’이다.

류재규 농촌진흥청 국립축산과학원 동물바이오유전체과장은 “돼지 폐를 표적으로 한 유전자 편집에서 가장 효율적인 AAV 전달체를 과학적으로 입증한 사례”라며 “생체 내 유전자 편집 검증 연구에 활용하고 질병 저항성 가축 개발과 축산 현장 적용을 위한 후속 연구를 단계적으로 추진할 계획”이라고 말했다.