유전자 가위(CRISPR-Cas9)

이 도구도 원래는 세균의 면역 장치입니다. 세균은 침입했던 바이러스 DNA의 조각을 자기 유전체 한구석에 기록해 두었다가, 같은 바이러스가 다시 들어오면 그 기록을 RNA로 만들어 침입자 DNA에 갖다 대고, 서열이 맞으면 Cas 단백질로 잘라 버립니다. 사람이 이 장치를 빌려 오면서, 기록해 둔 RNA 대신 우리가 원하는 서열의 가이드 RNA를 넣어 주면 원하는 위치를 자를 수 있게 되었습니다.

작동은 두 부분으로 깔끔하게 나뉩니다. 가이드 RNA는 '어디를'을 담당합니다 — 목표 DNA와 상보적인 서열을 가지고 있어 그 자리에 달라붙습니다. Cas9 단백질은 '자르기'를 담당합니다 — 스스로는 위치를 모르고, 가이드 RNA가 데려간 자리에서 DNA 두 가닥을 절단합니다. 따라서 목표를 바꾸고 싶으면 단백질을 새로 만들 필요 없이 가이드 RNA의 서열만 바꾸면 됩니다.

편집이 실제로 일어나는 것은 잘린 다음입니다. 세포는 끊어진 DNA를 급히 이어 붙이는데, 이 과정에서 염기가 몇 개 빠지거나 더해져 그 유전자가 망가지는 경우가 많습니다. 이렇게 특정 유전자를 꺼 버릴 수 있고, 반대로 원하는 서열을 담은 DNA 조각을 함께 넣어 주면 세포가 그것을 본으로 삼아 새 서열로 갈아 끼우기도 합니다. 유전자 발현의 어느 단계가 어떻게 달라지는지를 알아야 편집의 결과를 예측할 수 있고, 이 힘이 사람의 배아에까지 쓰일 수 있다는 점 때문에 생명 윤리 논쟁의 한복판에 서 있습니다.