유전자 편집 기술을 이용한 실시간 독성 평가법 구축 

자연과학대학 생화학과 김기광 교수 연구팀이 CRISPR-Cas9 유전자 편집기술과 형광 모니터링 기술을 이용해 실시간 독성 평가법을 구축했다.

이번 연구 결과는 국제 저명 학술지인 ‘Ecotoxicology and Environmental Safety’(독성학 분야 상위 5.9%)에 11월 30일자 온라인으로 게재됐으며, 생화학과 이상수, 김승연 박사과정생 및 권은혜 석사과정생이 제1저자로 참여했다 (논문 제목: A novel G3BP1-GFP reporter human lung cell system enabling real-time monitoring of stress granule dynamics for in vitro lung toxicity assessment).

폐를 포함하는 호흡계는 호흡을 통해 공기를 매개로 외부환경과 직접적으로 노출되기 때문에 공기 중 환경 화학물질이나 유해 화합물에 특히 취약하다. 이러한 화학물질에 지속적인 노출은 폐 조직에 단기적으로 폐를 구성하는 세포 독성을 유발할 수 있으며, 장기적으로 조직 손상을 유발할 수 있다.

특히 '세포 독성'은 일종의 단백질 응집체인 스트레스 과립으로 평가할 수 있으나, 매우 유동적으로 움직이기 때문에 기존 연구 방식에서 벗어나 실시간으로 측정하기 위한 새로운 측정법이 절실히 필요했다. 이에 김기광 교수 연구팀은 CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술을 이용해 폐 세포 안에 존재하는 스트레스 과립 단백질에 형광 단백질을 표지하는 연구를 진행했다.

그 결과, 김 교수팀은 이번 연구에서 형광 촬영을 통해 실시간으로 폐 세포의 스트레스 과립을 측정할 수 있는 독성 평가 기술을 구축했으며, 이를 이용해 대기 오염물질의 폐 독성을 실시간으로 측정했다.

김기광 교수는 “생활환경 속 다양한 물질이 개발되고 사용되기 때문에, 이를 위한 보다 신속하고 정확한 독성 측정법의 개발이 절실하다”며, "이번 연구는 기존 측정 방식에서 벗어나 세포 독성을 실시간으로 측정할 수 있는 실험 모델을 제공하였다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다.