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유전자 편집기술인 CRISPR는 질병에 강한 작물을 개발하는 것에서부터 최근에는 COVID-19를 유발하는 바이러스에 대한 진단테스트에 이르기까지 다양한 농업 및 공중보건 목적으로 사용되어 왔다. 멸종 위기종 Delta 빙어와 거의 똑같이 생긴 물고기와 관련된 연구는 CRISPR가 보존과 자원관리 도구가 될 수 있다는 것을 보여줬다. 연구원들은 종 간의 빠른 발견과 구분능력이 환경 모니터링에 혁명을 일으킬 수 있다고 생각한다. 학술지 Molecular Ecology Resources에 게재된 이 연구는 California 대학과 캘리포니아주 수자원부가 MIT Broad 연구소와 협력하여 진행하였다. 개념증명으로서 CRISPR 기반의 검출 플랫폼인 SHERLOCK(Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter Unlocking)이 DNA를 추출할 필요 없이 거의 실시간으로 유사해 보이는 비원종(nonnative species)과 멸종위기 어종을 유전적으로 구별할 수 있다는 것을 알아냈다. 공동저자인 Andrea Schreier UC 데이비스 동물과학부 부교수는 CRISPR은 게놈 편집 이상의 일을 할 수 있다면서 생태학적 응용에 사용될 수 있고 자신들은 이를 탐구하고 있다고 밝혔다. 연구진은 샌프란시스코 하구의 세 가지 어종 관리 문제에 초점을 맞췄다. 즉, 멸종 위기에 처한 Delta 빙어, longfin 빙어 및 비원종인 어 wakasagi를 대상으로 했는데 이 3종은 특히 어린 단계에서 시각적으로 식별하기 어렵기로 악명 높다. UC Davis의 프로젝트 과학자인 Melinda Baerwald는 멸종 위기에 처한 종을 식별하려고 할 때 해당 종을 식별하는 것이 매우 중요하다고 밝혔다. 그것을 잘못 알아내는 것은 큰 문제'라고 말했다. 예를 들어, 양수발전소를 운영할 때 Delta 빙어나 chinook 연어와 같은 멸종 위기종들이 양수기에 빨려 들어가지 않도록 해야하기 때문이다. 신속한 식별을 통해 양수 운용에 대한 실시간 의사결정이 가능하다. 원래 정확한 종을 확인하기 위해서는 점액 샘플을 채취하기 위해 물고기 위를 면봉으로 문지르거나 조직 샘플을 위해 지느러미를 채취한다. 그 후 유전자 감식을 연구실로 보내고 결과를 기다린다. 운반시간을 고려하지 않아도 최소 4시간 이상이 소요된다. SHERLOCK은 이 과정을 몇 분으로 단축시킨다. 연구자들은 특별한 실험실 장비 없이, 비침습적으로, 멀리 떨어진 곳에서 약 20분 안에 그 종을 식별할 수 있다. 대신, 휴대용 형광 판독기나 임신 테스트와 같은 기능을 하는 플로우 스트립(flow strip)을 사용한다. 이 세 어종만이 연구에 적용되었지만 이 방법이 다른 종에도 사용될 수 있을 것으로 보인다. 그렇게 된다면 이런 현장 실시간 기능은 범죄 현장에서 종을 확인하고 국경을 넘는 동물거래 및 밀렵을 감시하고 동물과 인간의 건강 애플리케이션에 유용할 수 있을 것이다. |
