프라임 에디팅은 DNA 이중가닥을 절단하지 않고 원하는 염기서열을 삽입·삭제·치환할 수 있는 차세대 유전자 교정 기술이다. 그러나 식물에서는 특정 유전자 위치에서 교정 효율이 낮아지는 한계가 있었다.
김 교수팀은 진화된 유전자 가위 단백질과 개선된 가이드 RNA, 제미니바이러스 레플리콘 시스템 등을 결합해 기존 한계를 극복했다. 새로 개발한 UtPE 기술은 토마토 등 쌍떡잎식물에서 기존 기술 대비 최대 8.9배 높은 교정 효율을 보였으며, 실제 식물체 재분화 과정에서 최대 87.5%의 유전자 교정 효율을 기록했다.
연구팀은 UtPE를 활용해 가공용 토마토에 제초제 저항성과 기계 수확에 유리한 '조인트리스(마디 없음)' 형질을 동시에 도입하는 데도 성공했다. 이는 대규모 재배와 기계화가 필수적인 글로벌 농업 현장에서 생산성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이 기술은 벼와 같은 외떡잎식물에서도 높은 효율을 보이며 적용 범위를 넓혔다.
김재연 교수는 "이번 기술은 작물 유전자 교정의 상용화를 앞당길 획기적인 성과"라며 "글로벌 주요 작물의 고부가가치 종자 개발과 기술 수출을 본격화하겠다"고 밝혔다.
