CRISPR 기반 작물 유전자 편집 시 발생하는 Off-target 효과의 구조적 메커니즘 규명

최근 급부상하는 CRISPR 유전자 편집 기술을 농업에 적용할 때, 의도치 않은 유전자 편집 현상인 Off-target 효과는 안전성과 신뢰성의 가장 큰 걸림돌이다.

연구의 난제와 최근 동향

• Off-target 편집은 주로 가이드 RNA(gRNA)와 목표 서열의 부분적 유사성에서 비롯되며, 이는 단순히 염기쌍 일치도를 넘어선 DNA 구조적 맥락에 의해 영향을 받는 것으로 추정된다.
• 현재 학계에서는 Cas 단백질과 표적 DNA 사이의 단백질-핵산 상호작용 인터페이스의 미세한 구조적 안정성 변화가 어디에서 발생하는지를 밝히는 데 집중하고 있다.

특히, 특정 DNA 초나선 구조나 주변의 염색질 상태가 Cas 복합체의 결합 특이성에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 심층적인 이해가 필요하며, 이를 위해 구조생물학적 접근과 생물정보학적 예측 모델의 통합이 필수적으로 논의되고 있다. 이는 작물 품종 개발의 속도와 안전성을 동시에 확보하기 위한 중요한 과제로 남아있다.