후성유전체 편집 (Epigenome Editing)

한 줄 정의: DNA 서열 자체는 바꾸지 않으면서, DNA 메틸화나 히스톤 변형 같은 후성유전학적 표지를 특정 위치에 인위적으로 추가하거나 제거해 유전자 발현을 조절하는 기술입니다.

쉽게 풀면

DNA 서열이 책의 글자 내용이라면, 후성유전학적 표지는 그 페이지에 붙여진 형광펜 표시나 접힌 자국 같은 것입니다. 글자 자체는 그대로 두고, 형광펜으로 표시하거나 표시를 지우는 것만으로도 어떤 부분을 더 자주 읽게 되는지가 달라질 수 있습니다. 후성유전체 편집은 dCas9 같은 표적화 도구를 이용해 원하는 유전자 부위에 이런 화학적 표시를 정밀하게 추가하거나 제거하는 기술입니다.

왜 중요한가

DNA 서열을 직접 바꾸는 유전자 편집과 달리, 후성유전체 편집은 유전 정보를 그대로 보존하면서 발현 패턴만 조절할 수 있어 되돌릴 수 있는 실험적 개입이 가능합니다. 이는 후성유전학적 조절이 질병 발생에 미치는 역할을 규명하거나, 서열 변형 없이 유전자 발현을 치료적으로 조절하려는 접근에서 중요하게 다뤄집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"We used a dCas9-DNMT3A fusion for targeted epigenome editing to silence the oncogene promoter."

종양유전자의 프로모터를 침묵시키기 위해 dCas9-DNMT3A 융합 단백질을 이용한 표적 후성유전체 편집을 수행했다는 의미입니다.

"Epigenome editing at the enhancer locus was sufficient to reactivate expression of the silenced gene."

인핸서 부위에 대한 후성유전체 편집만으로도 침묵되어 있던 유전자의 발현을 다시 활성화시킬 수 있었다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

후성유전체 편집에는 DNA 메틸화를 추가하는 DNMT3A, 메틸화를 제거하는 TET1, 히스톤 아세틸화를 유도하는 p300 등 다양한 효소가 dCas9과 융합되어 사용됩니다. 편집 결과의 지속성은 표지의 종류와 세포 분열 여부에 따라 달라질 수 있어, 이 부분은 여전히 활발히 연구되고 있는 영역입니다.

주의할 점

후성유전학적 변화는 세포 분열을 거치면서 희석되거나 사라질 수 있어, 유전자 편집만큼 항구적이지 않을 수 있습니다. 또한 표적 부위 외의 영역에서도 의도치 않은 후성유전학적 변화가 함께 일어날 가능성을 배제할 수 없습니다.