새롭게 상용화되는 유전자조작 실험쥐
KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-09-03
화학 시약을 생산하는 기업인 시그마-알드리치 (Sigma-Aldrich)사는 유전자 조작 실험쥐 (GM Rats)을 판매하기 위한 새로운 사업을 시도하고 있다. 미국 세인트 루이스에 위치한 시그마 어드밴스드 제네틱 엔지니어링 실험실 (Sigma Advanced Genetic Engineering Labs)은 소비자 맞춤형 및 일반형 유전자 결손 실험쥐 (knockout mice)를 10월 부터 생산하게 될 것이라고 시그마 사의 대표는 말했다. 이들이 시장화하는 첫 번째 유전자 조작 실험쥐는 동맥경화증과 알츠하이머 질환과 관련된 ApoE1 유전자를 결손시킨 것이 될 것이다. 그리고 정신분열증에 역할을 하는 것으로 알려진 Disc1 유전자 결손쥐가 될 것이라고 밝혔다.
이러한 유전자조작 동물은 실험실 동물로 사용될 수 있으며 시장가치가 수백억 달러로 현재 7억 달러의 시장규모이며 앞으로 3년 동안 매년 12%씩 시장규모가 증가할 것으로 예측하고 있다고 세계시장에 유전자 조작 실험쥐의 대부분을 공급하고 있는 켄터키의 트란스포사젠 바이오파마수티컬스 (Transposagen Biopharmaceuticals)사의 창립자인 에릭 오스터택 (Eric Ostertag)은 말했다. 하지만 현재 유전자조작 실험용 동물시장은 실험용 생쥐 (GM mice)가 대부분을 차지하고 있다. 예를 들어, 지난 해 영국의 경우 실험용 생쥐는 120만 마리가 사용되었으며 유전자조작 실험쥐는 6,000마리가 사용되었을 뿐이다. 비록 실험용 쥐는 생쥐보다 인간 질병, 특히 신경시스템 질환을 연구하는 모델로 더 나은 것으로 생각되고 있지만 실험용 쥐의 유전자들은 배아 줄기세포를 이용해서 조작하기 더 힘들다. 현재 배아줄기세포를 이용한 방법은 유전자 조작의 기본적인 방법으로 사용되고 있으며 특히 유전자 결손쥐를 만드는데 필수적이다. 시그마-알드리치 사는 아연핑거 뉴클레아제 (zinc finger nuclease)라고 불리는 효소로 DNA결합 및 난할 단백질 (cleavage protein)의 조작된 결합체로 실험쥐 배아에서 직접 특정한 유전자를 제거하는데 사용되는 기술이다. 시그마-알드리치사는 지난 2007년 캘리포니아의 산가모 바이오사이언스 (Sangamo Biosciences)사로부터 이 아연핑거 뉴클레아제 기술에 대한 특허를 1350만 달러에 사들였다. 그리고 이 기술을 유전자 결손에 밀워키에 위치한 위스컨신 의대 (Medical College of Wisconsin)와의 협력을 통해 사용하여 <사이언스>지에 발표하기도 했다 <Geurts, A. M. et al., Science 325, 433 (2009)>.
시그마-알드리치 사의 생명공학 연구 비즈니스를 담당하고 있는 데이비드 스몰러 (David Smoller)는 지금까지 이 기업은 고객들과 함께 인기가 높은 유전자 조작 실험용 동물을 개발해왔다고 말했다.이 회사는 10월에 시카고에서 열리는 신경과학학회 (Society for Neuroscience)에서 마리 당 200-500 달러 정도의 유전자 조작 실험용 쥐의 카탈로그를 발표할 계획이다. 아연핑거 기술을 이용하여 주문을 받아 개발되는 품종개량 유전자조작 실험쥐 한 쌍의 가격은 80,000-100,000달러가 될 것이다. 이것은 기존의 전통적인 유전자 결손기술을 사용하여 만든 실험용 생쥐를 만드는 가격과 비슷하지만 원칙적으로 사육기간이 1/3밖에 되지 않는다고 스몰러는 말했다.
산가모 사에 의해서 개발되고 특허가 시그마-알드리치사에 의해 독점되고 있는 아연핑거 단백질 기술은 그 정확성과 유연성으로 인해 지난 몇 년 동안 학계가 주시해온 기술이다. 미국 메인주의 바 하버 (Bar Harbor)에 위치한 돌연변이와 동종번식을 통해 실험용 생쥐를 개발해 전세계에 배포해온 비영리 연구조직인 잭슨 실험실 (Jackson Laboratory)의 마이클 와일즈 (Michael Wiles)는 학계는 아연핑거기술을 이용해서 어떤 연구를 할 수 있는가에 대해 기다려왔다고 말하면서 어떻게 특허권을 없앨 것인가에 대해 연구하고 있다고 말했다. 제한적인 특허권은 학문적 연구를 위해서 새롭게 만들어진 실험용 쥐의 공유를 어렵게할 것이며 이 실험동물의 인기를 제한할 수 있을 것이라고 주장했다. 그는 “사람들은 강하게 학자들이 제한된 것보다는 훨씬 더 보급될 수 있는 시스템으르 개발하도록 허락해야 한다고 생각할 것이다”고 말했다.
유전체에 걸쳐 무작위적으로 자체적으로 삽입하는 점핑 유전자 또는 트랜스포존 (transposons)을 이용하여 유전자조작 실험쥐를 만든 트랜스포사젠 사는 학계와 함께 이 새롭게 만들어진 유전자조작 실험쥐의 성격을 알아내기 위한 연구를 함께 하고 있다. 이러한 협동연구를 촉진시키기 위해 이들은 자신들이 개발한 실험쥐를 학자들에게 개발비에 준하는 가격으로 보급하고 있다고 오스터택은 말했다. 그는 “학술시장에서 많은 돈을 벌기 위한 계획은 아니다”고 주장했다. 하지만 그는 유용한 모델을 제약회사나 생명공학기업에 판매할 수 있다고 기대하고 있다.
시그마-알드리치 사는 이번에 개발된 실험용 동물이 고부가가치 모델이 될 것이라고 기대하고 있다. 스몰러는 “시그마의 목표는 기술을 다양하게 접근할 수 있도록 하는 것이다”고 말하면서 특허비용과 규정은 자신들이 개발하는 화학 시약처럼 다양하게 적용할 것이라고 지적했다. 그는 “우리는 현재 패러다임을 바꾸지 않을 것이다”고 주장했다. 와일즈는 적절한 계통의 실험쥐를 선택하는 것이 이 기업이 이윤을 창출하는데 매우 중요하다고 말했다. 그는 “우리의 유전자조작 동물계통 중에서 베스트셀러는 거의 없다. 하지만 대부분이 손실을 가져오는 것이며 학계를 위해 서비스를 제공하는 것이다”고 말했다.
표설명: 지난 해 영국에서 사용된 유전자조작 실험용 생쥐의 숫자는 120만 마리이며 오직 6000마리의 유전자조작 실험용 쥐가 사용되었다.
출처: <네이처> 2009년 9월 1일
참고자료: Geurts, A. M. et al., `Knockout Rats via Embryo Microinjection of Zinc-Finger Nucleases`Science 325, 433 (2009).
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http://www.nature.com/news/2009/090901/full/news.2009.876.html
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