[최신 논문] 식물에서 CRISPR/Cas 사용에 의한 off-target effects 발생에 영향을 주는 요소에 대한 체계적 고찰

Dominik Modrzejewske등. Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Biosafety in Plant Biotechnology, Julius Kühn-Institute,Quedlinburg, Germany, Frontiers in plant science, SYSTEMATIC REVIEW, published: 23 November 2020, doi: 10.3389/fpls.2020.574959

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(결론) CRISPR/Cas 시스템을 적용한 식물유전자 교정 산물에서의 off-target effects 위험성은 의료 연구에서와는 달리 심각성이 덜하다. 의료 연구에서의 후유증은 미래 환자들을 보호하기 위해서 여기서는 제외한다. 식물에서는 off-target 돌연변이가 발생하면 교배 후대에서 분리되어 도태 시키거나 이어지는 품종개발에서 이러한 off-target effects 를 가진 돌연변이는 선발 제거된다.

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본 리뷰에서는 식물육종이 당면한 주제이므로 자연적 돌연변이, 통상적으로 사용되는 정통 교배 또는 조직배양, 화학적 돌연변이 유발원 또는 방사선 처리 등과 같은 무작위적 돌연변이 육종 등 육종기술에서 발생하는 off-target effects 를 되집어 보는 것이 좋을 것 같다.

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Arabidopsis thaliana 에서 자연적 돌연변이 발생률은 150,000 킬로 베이스페어(kbp)당 한번꼴로 알려져 있는데, 이것은 1세대에 한번 꼴로 돌연변이가 발생한다는 뜻이다. 식물에서 돌연변이를 유발시키기 위해 EMS와 같은 화학물질 또는 방사선조사를 하면 돌연변이 발생이 급격히 증가하는데 Jander 등은 아라비돕시스 계통에서 EM를 처리했을 때 최소한 700개의 돌연변이체가 만들어 졌다는 보고가 있다.

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또 다른 예는 세포배양(체세포변이)으로 식물체를 재생할 때 이다. 실험 결과 체세포변이에서 자연적 돌연변이와 비교해서 250배 많은 돌연변이가 발생한다고 한다. 이러한 돌연변이 방법들과 비교해볼 때 유전자교정을 통한 off-target effects 는 매우 적은 빈도로 발생한다는 것을 알 수 있다. 위해성 평가자들과 정책 결정자들은 유전자교정식물의 활용과 관련한 위해성을 평가하거나 최종 결론을 내릴 때 반드시 이러한 측면을 충분히 고려하여야만 한다.

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* 자세한 내용은 첨부파일 참조