모기의 유전자를 편집해 암컷과 수컷의 색깔이 달라지게 하는 기술이 개발됐다. 연구팀은 이 기술이 불임 수컷만 자연에 방출해 감염병 확산을 막는 모기 방제 전략에 크게 기여할 것으로 기대한다
연합뉴스 보도에 따르면 이스라엘 예루살렘 히브리대 필리포스 파파타노스 교수팀은 26일 과학 저널 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)에서 크리스퍼 유전자 가위로 모기가 노란색을 띠게 유전자를 편집하고 이를 성 결정 관여 유전자와 결합해 수컷은 어두운색을, 암컷은 노란색을 띠게 했다고 밝혔다.
파파타노스 교수는 "이 연구는 곤충 자체의 유전자를 활용해 성과 연관된 형질을 설계한 것"이라며 "모기의 성 결정 경로를 이해하고 제어해 유전적 수준에서 수컷과 암컷이 시각적으로 구분되는 시스템을 만들었다"고 말했다.
뎅기열과 지카열, 치쿤구니야열 등의 병원체를 옮기는 모기를 통제하는 것은 열대 지역 개발도상국 등뿐 아니라 온난화가 진행되면서 전 세계적으로 중요한 보건 과제가 되고 있다. 살충제 살포나 서식지 관리 등 전통적 방제 전략이 사용돼 왔으나 모기를 효과적으로 억제하지 못해 유전적 방제에 대한 관심이 커지고 있다.
최근 방사선 기반 불임화 기술이나 유전자 변형 등을 이용한 모기 방제 전략이 개발돼 사용되고 있다. 이 전략은 피를 빨지 않는 수컷을 대량 방출하는 방식으로 이루어지며, 이를 위해서는 암컷을 선별해 완전히 제거하는 게 필수적이다.
연구팀은 암컷이 방출되면 질병을 확산시킬 수 있고, 개체수 억제 프로그램의 지속 가능성도 훼손할 수 있다며 번데기 단계에서 크기 차이로 암수를 구분하는 현재 방법은 대규모 적용이 어렵고 암컷이 섞여 나갈 위험이 있다고 지적했다.
이들은 이 연구에서 먼저 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR/Cas9)로 뎅기열과 지카열, 치쿤구니야열 등을 전파할 수 있는 아시아호랑이모기(Aedes albopictus)의 유전자를 편집, 노란색 색소 유전자를 교란해 백색증에 가까운 모기를 만들었다.
이어 노란색 색소 유전자를 발달 단계에서 암컷을 수컷으로 전환하는 성별 결정 유전자(nix)와 결합해 수컷에서만 정상적인 어두운 색소가 복원되도록 했다.
연구팀은 그 결과 모든 수컷은 어두운색을 띠고 모든 암컷은 노란색을 유지하는 안정적인 계통이 만들어졌다며 이를 통해 모기의 암수를 복잡한 장비 없이도 빠르고 정확하게 구분하는 게 가능해졌다 밝혔다.
또 이렇게 만든 노란색 암컷의 알은 건조한 환경에서 수개월간 살아남는 야생형 모기의 알과 달리 건조한 조건에 민감해 마르면 빠르게 사멸하는 것으로 나타났다. 이는 암컷이 자연에 방출돼도 번식력이 크게 떨어질 수 있음을 시사한다.
연구팀은 이 연구는 감염병 확산 방지를 위한 대규모 모기 방제 프로그램에 필수적인 모기 암수 분리를 가능케 하는 실용적이고 안전한 방법을 제공, 유전적 모기 방제 전략의 큰 장애물 중 하나를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 말했다.
◆ 출처 : Nature Communications, Philippos A. Papathanos et al., 'Mosquito sex separation using complementation of selectable traits and engineered neo-sex chromosomes',
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