대장균 밖에서도 작동하는 편집 도구를 찾아

리트론(retron) 매개 재조합 편집이 서로 다른 3개 세균 문에 속하는 15종 모두에서 작동했다. 다만 모든 종에서 높은 효율을 보인 것은 아니다. Nature Biotechnology에 실린 이번 연구는 리트론 기반 도구의 적용 범위를 넓히는 동시에, 숙주에 따라 편집 효율이 크게 달라지고 일부에서는 별도의 최적화가 필요하다는 결과를 제시했다.

대장균에서는 유전체를 빠르고 유연하게 바꾸는 편집 기술이 발전해 왔다. 그러나 연구진에 따르면 이들 기술 상당수는 다른 세균 종에서 시험되지 않았다. 대장균에서 얻은 성과를 다른 세균에도 적용할 수 있을까. 이번 연구는 이 질문에서 출발했다.

연구에 사용된 리콤비트론(recombitron)은 공여 DNA를 생산하도록 변형한 세균 리트론과 단일가닥 DNA 결합·어닐링 단백질을 조합한 유전체 편집 도구다. 연구진은 리트론 매개 재조합 편집을 대장균 밖의 다양한 세균으로 옮겨 적용할 수 있는지 조사했다.

15종 모두에서 기능했지만 고효율은 일부에 한정

시험 대상은 프로테오박테리아문(Proteobacteria), 바실로타문(Bacillota), 악티노마이세토타문(Actinomycetota)에 속하는 총 15종이었다. 계통적으로 구별되는 세균 집단에서 편집 도구의 작동 여부와 활용 범위를 살폈다는 점이 연구의 핵심이다.

편집 기능은 시험한 모든 종에서 확인됐다. 편집 효율이 20%를 넘은 종은 6종이었으며, 이 가운데 3종은 40%를, 2종은 90%를 초과했다. 각 기준에 해당하는 종수는 서로 중첩된다. 나머지 9종의 효율은 0.015–7.4%에 머물렀다.

15종 모두에서 기능했다는 관찰은 적용 범위를 보여준다. 그러나 어느 세균에서나 같은 수준의 고효율 편집이 가능하다는 뜻으로 해석할 수는 없다. 낮은 효율을 보인 9종의 결과도 함께 고려해야 실제 활용 가능성을 판단할 수 있다.

연구진은 일부 숙주에서 리콤비트론의 구성 확장과 오페론·균주 변경도 시험했다. 초록에 따르면 일부 숙주의 편집률을 높이려면 종별 변경이 필요했다. 공통된 도구 구성을 출발점으로 삼더라도 숙주에 맞춘 조정이 요구될 수 있다는 의미다.

적용 범위 확대와 숙주별 검증 과제

이번 연구는 대장균 중심으로 발전한 편집 도구를 다른 세균으로 확장할 실험적 근거를 보탰다. 새로운 세균에서 유전자 기능을 조사하려는 연구자에게는 리트론 매개 재조합 편집을 후보 도구로 검토할 근거가 넓어진 셈이다. 실제 연구에 쓰려면 기능의 유무와 연구 목적에 충분한 편집 효율을 확보했는지를 각각 평가해야 한다.

검토한 자료는 서지정보와 초록으로 한정된다. 개별 종·균주, 편집 표적, 효율 측정 조건, 변경별 개선 폭은 이 자료에 제시되지 않았다. 기존 편집법보다 우수하다거나 이전에는 편집이 불가능했던 미생물을 처음 변형했다는 결론을 뒷받침할 정보도 없다. 해당 숙주의 실험 조건과 최적화 결과를 추가로 확인해야 구체적인 적용을 판단할 수 있다.

연구 범위와 편집 효율은 Europe PMC에 수록된 논문 초록에서 확인할 수 있다.