암 일으키는 DNA 변이 발생 원리 찾았다

암 일으키는 DNA 변이 유발 원리 밝혀냈다 - 국내 연구진이 암을 일으키는 DNA 변이 유발 원리를 밝혀냈다.네이처 제공

국내 연구진이 세포 내 DNA 이상 구조를 제어하는 방법을 찾아냈다. 이번 연구를 활용하면 암 예방에도 도움이 될 것으로 보인다.

기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단 연구팀은 암 억제단백질로 알려진 ATAD5가 DNA 이상 구조를 어떻게 없애 유전체 안정성을 유지하는지를 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’(Nucleic Acids Research)에 실렸다.

인체 세포는 생명유지를 위해 DNA 복제, 전사, 복구 등 다양한 대사활동을 한다. DNA 전사과정에서 RNA는 DNA 이중나선의 한 가닥에 결합한 ‘R-루프’라는 것이 일시적으로 형성되는데 대사과정이 끝나면 사라지게 된다. 문제는 R-루프가 해소되지 않고 장시간 유지될 경우 DNA 대사과정이 완료되지 못하는데 이 상태에서 세포분열이 진행되면 DNA가 손상돼 암을 유발시키게 된다.

DNA 복제 과정에서 ATAD5 단백질의 R-루프 조절 메커니즘 - 정상세포의 DNA 복제과정에서는 ATAD5 단백질이 PCNA 단백질을 분리해내고, DNA/RNA 풀림효소를 끌어와 R-루프를 제거한다. 반면 ATAD5 단백질이 결핍된 세포의 경우 DNA에 PCNA 단백질이 과다하게 쌓여 전사-복제 충돌이 일어나고 새로운 R-루프가 형성된다.IBS 제공

ATAD5 단백질은 DNA가 복제 과정을 완료하지 못하고 멈춰 버리는 DNA 복제스트레스 현상을 해소해 암 억제에 기여한다는 것을 이번 연구에 앞서 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 ATAD5 단백질이 DNA 복제 과정에서 R-루프 형성을 제어해 유전체 안정성을 유지한다는 것을 추가로 밝혀냈다.

연구팀은 사람 세포를 이용한 실험에서 ATAD5 단백질 양을 인위적으로 줄이자 DNA 복제가 진행 중인 세포에서 R-루프 양이 증가하는 것이 관찰됐다. ATAD5가 세포 속 유전적 변이에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주는 점이라고 연구팀은 설명했다.

이규영 IBS 연구위원은 “이번 연구는 ATAD5 단백질이 DNA 복제를 조절하고 복제스트레스를 해소할 뿐만 아니라 DNA 내 이상구조를 제어할 수 있음을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “암 치료제나 노화억제제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr