우리 몸의 세포는 거의 동일한 DNA를 가지고 있지만, 세포의 종류와 상태에 따라 필요한 유전자만 선택적으로 켜고 끕니다. 이 과정에는 DNA 염기서열뿐 아니라 유전자의 발현 상태를 조절하는 후성유전적 조절이 중요한 역할을 합니다. 일부 유전질환에서는 정상적인 유전자 또는 그 기능을 대신할 수 있는 유전자가 세포 안에 존재함에도 충분히 발현되지 않는 경우가 있습니다. 이러한 경우 외부에서 새로운 유전자를 넣거나 DNA 서열을 직접 바꾸는 대신, 세포가 이미 가지고 있는 유전자를 다시 활성화하는 것이 새로운 치료 전략이 될 수 있습니다.

최근 CRISPR 기술의 발전으로 특정 유전자의 발현을 선택적으로 높이는 것이 가능해졌습니다. 하지만 현재의 유전자 활성화 기술은 모든 유전자에 동일하게 적용되지는 않으며, 표적과 세포의 특성에 따라 효과가 제한될 수 있습니다. 따라서 다양한 유전자와 질환에 폭넓게 적용할 수 있는 새로운 활성화 기술이 필요합니다.

저희 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 POSTMARK라는 차세대 유전자 활성화 기술을 개발하고자 합니다. POSTMARK의 핵심 개념은 세포가 원래 사용하고 있는 후성유전 체계를 직접 제거하거나 바꾸는 대신, 기존 체계와 구분되는 독립적인 후성유전 코드를 도입하여 유전자 발현을 새롭게 제어하는 것입니다. 이를 통해 기존 유전자 조절 방식의 한계를 보완하고, 보다 다양한 유전자에 적용할 수 있는 새로운 활성화 원리를 확립하는 것이 목표입니다.

궁극적으로 POSTMARK가 성공적으로 확립된다면 DNA 서열 교정 방식과 상호보완적인 새로운 유전자치료 전략을 제시할 수 있을 것으로 기대합니다. 특히 세포 안에 이미 존재하는 유전자를 활용한다는 점에서, 다양한 기능상실 질환과 유전자 발현 이상을 연구하고 치료하는 새로운 가능성을 열 수 있습니다. 또한 유전자치료뿐 아니라 특정 유전자의 기능을 규명하거나 세포의 상태를 원하는 방향으로 조절하는 기초연구와 세포공학 분야에도 활용될 수 있습니다. 저희 연구팀은 이번 연구를 통해 자연계의 후성유전 조절 원리를 새로운 공학적 제어 원리로 발전시키고, 원하는 유전자를 보다 정밀하고 범용적으로 조절할 수 있는 차세대 유전자 활성화 기술의 기반을 마련하고자 합니다.