생명과학과 미래산업혁명

크리스퍼 유전자 가위

인간의 유전정보는 DNA를 구성하는 네 종류의 염기인 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T)이 서로 쌍을 이뤄 이중나선 구조로 이뤄진 염기서열에 따라 결정된다. 유전정보를 담고 있는 염기서열 순서는 때로는 치명적인 유전 질환을 일으키기도 한다. 염기서열을 교정할 수만 있다면 치료가 불가능한 유전 질환을 근본적으로 치료할 수 있다. 병충해에 강한 작물이나 사람에게 이식할 수 있는 장기를 제공하는 유전자 교정 돼지도 만든다. 가장 혁신적인 유전자 교정 방법인 ‘크리스퍼(CRISPR)’ 유전자가위 기술을 개발한 과학자들이 2020년 노벨상을 받은 이유다.

크리스퍼 유전자가위 기술은 특정 DNA 염기를 찾아가는 가이드 역할을 하는 가이드 ‘리보핵산(RNA)’과 표적 DNA 부위를 잘라내는 효소인 ‘캐스9(Cas9)’으로 구성된다. 유전 질환을 일으키는 DNA 염기 부위를 잘라내고 원하는 염기를 교정하는 방식으로 질환을 치료한다. 이를테면 아데닌(A) 염기를 구아닌(G) 염기로 치환하는 식이다. 이때 표적 DNA 염기를 잘라낸 뒤 새로 치환하려는 염기가 담긴 ‘도너(Donor) DNA’를 넣어 잘라낸 부위를 정상 또는 원하는 염기로 수정할 수 있다. DNA 염기를 잘라내는 과정과 새로운 염기로 교정하는 과정이 분리돼 있다.

크리스퍼 유전자가위는 DNA의 엉뚱한 부분을 잘라낼 수 있다는 한계가 있다. 표적에서 벗어난 부분을 자르고 교정하면 돌연변이가 생기거나 암 같은 질환이 발병할 가능성도 있다. 이 같은 단점을 보완하기 위해 캐스9 외에 다양한 효소를 개발하거나 캐스9의 오작동을 줄이려는 시도들이 이뤄지고 있다. <출처: 동아사이언스>

이 가이드는 부산대학교 교양선택과목에 개설된 ‘생명과학과 미래산업혁명’ 강좌의 교육과 학습에 필요한 학술정보를 담고 있다. 유전자 치료, 바이오 에너지, 생명연장을 위한 유전자 분석 및 편집 기술 등 5차 산업혁명을 이끌 바이오 테크놀로지의 종류와 이들이 인간의 삶에 미치는 영향을 과학적, 경제적, 사회적 측면에서 소개한다.

수강자의 TIP

학습정보가이드 서포터즈의 활동보고서와 댓글을 참고하여 작성되었습니다.

2024-1 [분반:001]

본 강의는 전 시간 강의실에서 대면으로 진행되며, 교수님께서 만드신 ppt로 수업한다. 교수님께서 강의할 때 참고한다고 하신 교재가 있지만, 꼭 보지 않아도 시험공부를 하거나 과제를 할 때 전혀 무리가 없다.

강의는 5차 산업혁명과 바이오 기술에 대한 것이다. 출석은 매번 플라토를 이용하여 출석 체크를 하고, 지각 2회 시 결석 1번으로 처리되어 유의해야 한다.

2024-1 [분반:001]

강의의 가장 큰 주제는 5차 산업혁명과 바이오 공학이다. 하지만 강의 초반에는 이러한 내용보다는 생명과학의 기본적 기틀에 대해 초점을 맞춘다. 유전물질, 게놈, 유전자 발현 등 고등학교때 생명과학 수업을 들었거나 이과계열 전공자에게는 가볍게 들을 수 있는 수준이었으나 그렇지 않은 사람들에게는 수업 전후 따로 예습과 복습을 하지 않으면 수업시간에 바로바로 이해하기가 조금 힘들 수 있다.

강의 강의 초반부에서 생명과학과 기본적의 유전학의 내용을 대략적으로 배우고 나면 강의 중후반부에서는 본격적으로 생명과학 기술에 대해 배우게 된다. 과거에서부터 발전해온 기술뿐만 아니라 강의 제목처럼 현재 개발중이거나 미래에 등장할 것이라고 기대되는 기술들에 대해서도 배운다.

2024-1 [분반:001]

<과제 정보>

보고서 제출 과제 1개가 부여된다. 본 강의와 관련된 5차 산업혁명에 대한 내용을 책이나 인터넷 등을 통해 학습한 후 정리해서 보고서를 작성하면 된다. 분량은 A4용지 2-3장 분량이며, 3월 초에 과제를 내주고 2주 정도 시간을 준다. 관련된 자료를 찾은 후에 작성만 하면 되는 것이어서 어려운 과제는 아니.

<시험 정보>

시험은 전 서술형 문제로 출제되며, 문항 수가 많아 시험 시 시간에 유의해야 하며 꼼꼼히 암기해야 한다. 긴 서술형 형식으로 쓰는 문제와 단답형 문제가 약 7:3의 비율로 출제된다. 시험 문제는 모두 ppt에 나오는 것으로, 수업 자료로만 공부해도 된다. 중간고사 때 교수님께서 강의중에 중요하다고 강조하는 부분이 몇 개 있었는데 이것들이 모두 시험에 출제되었다.

2024-1 [분반:001]

– 중간고사 시험 문제: 서술형과 단답형 문제를 합쳐서 약 10문제 출제

1) 게놈, 염색체, 염색체의 정의 서술
2) 단일 뉴클레오티드 다형성, 제한단편길이 다형성
3) 유전자 클로닝의 과정 서술
4) 유전자 치료 과정 서술
5) 크리스퍼 유전자 가위
6) DNA와 RNA의 차이점 비교
7) RNA스플라이싱
8) mRNA, tRNA, rRNA

-기말고사 시험 문제: 단답형과 서술형 문제들이 출제되었고, 문제 수는 중간고사보다 적었다.

1) 전형성능
2) Bioharming
3) 원암유전자와 암억제유전자
4) 신종 바이러스의 전파과정
5) CAR-T세포의 치료 원리

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한국생명과학회
1225-0023

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본 가이드는 부산대학교 교양선택 및 일반선택(일반교양) > 융복합(7영역)에 개설된 생명과학과 미래산업혁명 강의 및 학습을 지원하기 위해 작성되었습니다.

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