IBS, DNA 내부 이상 구조 제어법 발견
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IBS, DNA 내부 이상 구조 제어법 발견
  • 김형달 기자
  • 승인 2020.07.02 17:42
  • 댓글 0
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암 억제 활용 기대
암 억제에 활용될 것으로 기대되는 DNA 내부 이상 구조 제어법을 발견한 기초과학연구원 유전체 향상성 연구단. 뒷줄 왼쪽부터 시계방향으로 IBS 유전체 항상성 연구단 명경재 단장, 이규영 연구위원, 강나래 연구원, 김상인 연구원, 박수형 연구원. 사진=IBS 제공
암 억제에 활용될 것으로 기대되는 DNA 내부 이상 구조 제어법을 발견한 기초과학연구원 유전체 향상성 연구단. 뒷줄 왼쪽부터 시계방향으로 IBS 유전체 항상성 연구단 명경재 단장, 이규영 연구위원, 강나래 연구원, 김상인 연구원, 박수형 연구원. 사진=IBS 제공

국내 연구진이 세포가 DNA 내부의 이상 구조를 제어하는 방법을 찾아냈다. 암 억제에 활용될 것으로 기대된다.

기초과학연구원(IBS·원장 노도영)은 유전체 항상성 연구단(단장 명경재) 이규영 연구위원팀이 암 억제 단백질 ATAD5가 DNA 내 이상 구조 형성과 해소를 조절해 유전체 안정성을 유지하는 원리를 규명했다고 2일 밝혔다.

우리 몸의 세포는 생명 유지를 위해 DNA 복제·전사·복구 등 다양한 대사 활동을 한다.

이때 RNA가 DNA 이중나선의 한 가닥에 결합한 ‘R-루프(R-loop)’가 일시적으로 형성돼 대사 과정 일부를 도운 후 해소된다. R-루프가 해소되지 않고 장시간 유지되면 RNA 전사 단백질이 DNA 복제 단백질과 충돌하는 ‘전사-복제 충돌’이 일어난다. 이 경우 DNA 복제와 전사가 완료되지 못한 채 멈춰버린다. 이 상태에서 세포분열이 진행되면 DNA가 손상되어 유전정보 안정성이 떨어지고 암으로 이어질 수 있다.

이에 연구팀은 ATAD5 단백질이 DNA 복제 과정에서 R-루프 형성을 제어해 전사-복제 충돌을 해결함으로써 유전체 안정성을 유지하는 방법을 규명했다.

연구팀은 우선 ATAD5 단백질이 R-루프 형성에 미치는 영향을 이해하기 위해 siRNA를 이용해 인간 세포 내 ATAD5 단백질 양을 줄였다. 그 결과 DNA 복제가 진행 중인 세포에서만 R-루프의 양이 증가했다.

ATAD5 단백질이 R-루프 형성 억제에 핵심 요소라는 의미다.

또 염색체 복제를 도와주는 PCNA 단백질이 과다 축적돼 RNA 전사 단백질과 전사-복제 충돌을 일으키고 새로운 R-루프가 형성됐다. 이를 통해 ATAD5 단백질이 DNA 복제 부위에서 PCNA 단백질을 분리해 새로운 R-루프 형성을 미리 차단한다는 것을 알 수 있다.

이 밖에도 연구팀은 면역정제-질량분석법을 이용해 ATAD5 단백질이 R-루프를 풀어주는 DNA-RNA 풀림효소 단백질들과 상호작용함을 확인했다.

이규영 연구위원은 “이번 연구로 ATAD5 단백질이 DNA 복제 조절, DNA 복제 스트레스 해소뿐 아니라 DNA 내 이상 구조 제어 기능을 갖는다는 새로운 사실을 밝혔다”며 “R-루프는 암 발생과 밀접한 관련이 있는 DNA 복구, 노화와 관련된 텔로미어(Telomere) 길이 조절에도 중요하기 때문에 향후 암 치료제, 노화 억제제 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘핵산 연구(Nucleic Acids Research)’ 온라인 판에 지난 6월 15일 게재됐다.


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