말라리아 모기를 퇴치하는 공상 과학 기술

연구 그룹 Target Malaria는 실험실에서 말라리아 모기에 대한 유전자 드라이브를 테스트하고 있습니다

환경 운동가인 Liz O'Neill은 차세대 유전자 변형(GM) 기술인 유전자 드라이브에 대해 말을 아끼지 않습니다.

영국의 반GM 압력 단체인 GM Freeze의 이사는 "매우 우려스럽다"고 말했습니다. "자연과 싸우기 위해 실험실에서 특별히 만든 것을 공개하고 야생 개체군에 예외 없이 퍼뜨리는 것은 매우 오만한 일입니다.

"그리고 지니가 병에서 나오면 다시 넣을 수 없습니다."

유전자 조작 반대 운동가인 Liz O'Neill은 야생에서 유전자 드라이브를 사용할 경우 잘못될 수 있다고 우려하고 있습니다.

유전자 드라이브가 작동하는 방식은 공상과학 소설에 나오는 것처럼 들리지만 이미 실험실 테스트에서 사용되고 있습니다. 복잡한 내용인데 간단하게 설명드리겠습니다.

표준 GM이 실험실에서 조정된 새로운 유전자를 유기체에 도입하는 반면, 유전자 구동 기술은 한 단계 더 나아갑니다. 특정 자연 유전자를 표적으로 하고 제거하는 유전자 드라이브(자동으로 자체 복제할 수도 있는 실험실에서 만든 유전자)를 도입합니다.

작동 방식은 다음과 같습니다. 유전자 드라이브를 포함하는 동물(부모 A)이 없는 동물(부모 B)과 짝짓기를 하면 유전 물질을 결합하기 시작하는 형성 배아에서 부모 A의 유전자 드라이브가 즉시 일하다.

그것은 부모 B의 반대 염색체에 있는 자신의 천연 유전자 버전을 인식하고 DNA 사슬에서 잘라냄으로써 그것을 파괴합니다. 그런 다음 부모 B의 염색체는 스스로 복구하지만 부모 A의 유전자 드라이브를 복사하여 복구합니다.

따라서 배아와 그 결과로 생기는 자손은 표준 GM의 경우 50%의 확률이 아니라 유전자 구동이 거의 보장됩니다. 배아는 각 부모로부터 유전자의 절반을 가져오기 때문입니다.

유전자 가위

유전자 드라이브는 프로그래밍 가능한 DNA 서열인 Crispr이라는 것을 유전자에 추가하여 생성됩니다. 이것은 새로운 배아에 있는 다른 부모의 DNA에 있는 자신의 자연적인 버전을 목표로 하도록 지시합니다. 유전자 드라이브에는 실제 절단을 수행하는 효소도 포함되어 있습니다.

유전자 드라이브는 DNA 조각에서 다른 유전자를 잘라낼 수 있습니다

그렇다면 그러한 복잡한 기술의 요점은 무엇입니까? 유전자 드라이브가 말라리아 모기와 기타 해충 또는 침입 종의 수를 크게 줄이는 데 사용될 수 있기를 바랍니다.

이 과정은 모든 자손에게 도입된 유전자 형질이 있기 때문에 표준 DNA보다 훨씬 더 빠르고 더 효과적입니다.

이것의 최전선에 있는 한 조직은 모기가 암컷 자손을 낳는 것을 막는 유전자 드라이브를 개발한 Target Malaria입니다. 이것은 두 가지 이유로 중요합니다. 암컷만 물고 암컷이 없으면 모기 수가 급감합니다.

핵심 목표는 말라리아로 사망하는 사람들의 수를 크게 줄이는 것입니다 . 세계보건기구(WHO)에 따르면 그 중 슬프게도 2020년에는 627,000명이었습니다.

또한 질병의 경제적 영향을 줄일 수 있습니다. 2020년에 2억 4,100만 건의 사례가 발생하고 대부분이 아프리카에서 발생하며, 말라리아로 인해 매년 아프리카 대륙에서 120억 달러(97억 파운드)의 경제적 손실이 발생할 것으로 추정됩니다.

수수 두꺼비부터 lionfish, 갈색 뱀, 초파리, 얼룩말 홍합, 일본 매듭에 이르기까지 침입 종의 재정적 영향은 훨씬 더 높습니다. 미국 농무부의 국립 침입종 정보 센터(National Invasive Species Information Center)에 따르면 미국과 캐나다는 연간 260억 달러(210억 파운드)의 비용을 지출합니다 . 전 세계적으로는 지난 50년 동안 1조 2900억 달러의 영향을 미쳤습니다.

말라리아의 경제적 영향은 직장과 학교 결석을 포함하여 중요하고 광범위합니다.

그러나 리즈 오닐(Liz O'Neill)과 같은 운동가들은 유해하고 예상치 못한 돌연변이와 연쇄 효과로 이어지는 유전자 드라이브와 같은 예상치 못한 결과의 위험이 너무 높다고 말합니다.

"유전자 드라이브는 슈퍼차지된 스테로이드의 GM입니다."라고 그녀는 말합니다. "유전자 드라이브에 대해 이야기할 때 유전자 조작이 얼마나 광범위하게 퍼질 수 있도록 설계되었는지에 대한 모든 우려는 기하급수적으로 더 걱정됩니다."

그러나 이 기술이 아직 야생에서 사용하도록 승인되지는 않았지만 이에 대한 실험실 연구를 계속하는 것에 대한 금지는 없습니다. 2018년에 심각한 토론 끝에 유엔 생물다양성 협약은 이것이 계속될 수 있다고 판결했습니다.

Jonathan Kayondo 박사는 우간다에 있는 Target Malaria의 수석 연구원입니다. 그는 자연적인 유전자 드라이브가 이미 존재한다고 지적합니다. 그는 또한 조작된 유전자 드라이브를 계속 개발하는 데 있어 안전성이 핵심 관심사로 남아 있다고 강조합니다.

"말라리아는 지구상에서 가장 오래된 질병 중 하나이며 수십 년의 노력에도 불구하고 어린이는 여전히 1분마다 말라리아로 사망합니다."라고 그는 말합니다.

Target Malaria의 Jonathan Kayondo 박사는 지속적인 유전자 드라이브 테스트에서 안전이 가장 중요하다고 말합니다.

"말라리아 모기와 말라리아 기생충이 현재의 방법에 점점 더 내성을 갖게 됨에 따라 혁신적인 접근 방식이 시급히 필요합니다. 유전자 드라이브 접근 방식은 기존 개입을 보완하는 말라리아 퇴치를 위한 통합 접근 방식의 일부가 될 수 있습니다."

Kayondo 박사는 Target Malaria가 런던의 Imperial College와 이탈리아 연구 회사인 Polo GGB에서 모기에 대한 유전자 드라이브를 계속 테스트하고 있다고 덧붙였습니다.

그는 “프로젝트가 단계별로 진행되고 있으며 각 단계에서 기술의 안전성을 평가하고 있다.

"연구의 각 단계와 단계에 대해 외부 과학적 조언과 독립적인 외부 위험 평가를 구하고 있으며 인간, 동물 건강 또는 환경 안전에 대한 우려의 증거로 인해 해당 기술이 참여하는 지역 사회 및 국가에서 수용할 수 없는 경우 프로젝트가 더 이상 진행되지 않습니다. 정부."

유전자 드라이브의 세계 개척자 중 한 사람은 미국 생물학자인 Kevin Esvelt, Massachusetts Institute of Technology의 조교수입니다. 그는 2013년에 처음으로 이 기술을 내놓았습니다.

Esvelt 교수는 유전자 드라이브 개발의 최전선에 있었습니다.

Esvelt 교수는 안전이 주요 관심사이며 최신 유전자 드라이브 기술에 내장되어 있다고 말합니다.

"유전자 드라이브가 전체 야생 개체군과 생태계를 변화시킬 가능성을 감안할 때 이 기술의 개발에는 강력한 보호 장치와 제어 방법이 포함되어야 합니다."라고 그는 말합니다.

Esvelt 교수는 이 기술이 "데이지 체인"이라고 불리는 것에 의해 제공되고 있다고 덧붙입니다. 이것은 유전자 드라이브가 몇 세대 후에 비활성화되도록 설계된 곳입니다. 또는 결국 멈출 때까지 매 세대마다 확산을 절반으로 줄입니다.

그는 이 기술을 사용하여 유전자 드라이브의 확산을 통제하고 격리하는 것이 가능하다고 말합니다.

"마을은 경계가 있는 GM 유기체를 방출하여 [특정 유기체의] 지역 인구를 변경하면서 이웃 마을에 최소한의 영향을 미칠 수 있습니다."라고 그는 말합니다.