유전자 작동 시점 조절해 이종이식 거부반응 제어
면역 회피와 세포 보호 기능 각각 맞춤 설계
사람 이식용 돼지 장기 개발 기반 기술 기대

[농축환경신문] 농촌진흥청(청장 이승돈)은 이종이식 과정에서 발생하는 면역 거부반응을 줄이기 위한 ‘이중 프로모터 기반 유전자 제어 기술’을 개발했다고 밝혔다.

이종이식은 돼지 등 동물의 장기나 조직을 사람에게 이식하는 기술로, 이식된 장기를 인체가 외부 물질로 인식해 공격하는 면역 거부반응이 가장 큰 걸림돌로 꼽힌다. 이를 해결하기 위해 다양한 유전자 조절 기술이 연구돼 왔지만, 특정 유전자가 지속적으로 발현될 경우 세포에 부담을 주거나 독성을 유발할 수 있다는 한계가 있었다.

연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 유전자 작동 시점을 조절하는 ‘이중 프로모터 전략’을 적용했다. 세포를 보호하는 역할을 하는 유전자(HO1)는 필요한 상황에서만 발현되도록 설계하고, 면역 회피 기능을 담당하는 유전자(CD47)는 지속적으로 발현되도록 설계해 효율성과 안정성을 높였다.

또한 유전자 가위 기술(CRISPR/Cas9)을 활용해 거부반응 유전자(GGTA1)를 제거하고, 면역조절 유전자(HO1·CD47)를 특정 위치(CMAH)에 정밀 삽입하는 데 성공했다. 연구진은 이를 기반으로 형질전환 돼지를 생산했으며, 분석 결과 HO1 유전자는 간과 폐에서 필요한 경우에만 선택적으로 작동했고, CD47 유전자는 전신에서 안정적으로 발현되는 것으로 확인됐다.

사람 혈청을 이용한 실험에서도 형질전환 돼지 세포는 일반 돼지 세포보다 손상이 적고 생존 기간이 더 긴 것으로 나타났다. 이는 사람의 면역 공격을 덜 받아 이식 성공 가능성을 높일 수 있음을 시사한다.

이번 연구 성과는 국제학술지 '제노이식(Xenotransplantation)' 2026년 3월호에 게재됐다. 논문 제목은 ‘이종이식을 위한 GGTA1 결손 돼지에서 유도형 헴옥시게나제-1과 상시 발현 CD47의 CMAH 표적 삽입’이며, 학술지 영향력지수(IF)는 4.1이다.

이경태 농촌진흥청 국립축산과학원 동물바이오유전체과장은 “이번 연구는 단순히 유전자를 추가하는 수준을 넘어 몸 상태에 따라 필요한 유전자만 선택적으로 작동하도록 제어했다는 점에서 의미가 크다”며 “향후 사람에게 이식 가능한 돼지 장기 개발의 중요한 기반 기술이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

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