“노화·항암내성 부르는 무서운 DNA 손상조각” 분해 단백질 찾았다

[헤럴드경제=구본혁 기자] 자외선과 흡연 등 발암물질과 체내 대사물질은 DNA의 손상을 초래한다. 손상된 DNA 조각은 노화와 항암내성을 유발하는데 국내 연구진이 이를 분해시키는 단백질을 세계 최초로 찾아냈다.

한국표준과학연구원은 화학바이오표준본부 최준혁 박사팀이 체내에서 DNA 손상조각을 분해시키는 단백질을 발견하고 이를 실험으로 증명하는데 성공했다고 12일 밝혔다.

DNA 복구 과정에서 필연적으로 발생하는 DNA 손상조각은 염증이나 부적절한 면역반응을 일으켜 질병을 유발할 수 있으며 시간이 지나면 체내에서 점차 감소한다. 지금까지는 극미량 DNA 조각을 분석할 수 있는 기술이 없어 이러한 감소의 원인을 알 수 없었다.

연구진은 세포에 존재하는 수많은 유전자의 발현을 조절한 후 DNA 손상조각이 이러한 변화에 어떻게 반응하는지 정밀하게 측정했다. 이 과정에서 TREX1 단백질이 많아지면 DNA 손상조각이 크게 감소한다는 점을 밝혀냈다. 또한 세포에서 DNA 손상조각이 감소하기 전에 대량으로 분리‧정제해 시험관 내에서 TREX1 단백질이 DNA 손상조각을 분해한다는 것을 증명했다.

최준혁 박사는 “DNA 조각들은 적절히 조절되지 않을 시 노화와 질병의 원인이 되고, 특히 암세포 내에서 항암치료에 내성을 유발한다고 알려져 있다”며 “DNA 손상조각의 분해 메커니즘을 밝힌 이번 연구성과는 항암치료 연구에 유용한 정보가 될 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 표준연이 자체 개발한 세계 최고 수준의 극미량 DNA 손상조각 측정기술이 있었기에 가능했다. 표준연은 2015년 세계 최초로 각종 발암물질로 인해 발생하는 DNA 손상조각 검출에 성공한 데 이어 해당 기술을 지속적으로 고도화해, 현재 DNA 손상 후 3분 이내에 발생하는 DNA 손상조각도 정밀하게 분석할 수 있다. 또한 검출에 필요한 시료의 양도 이전 대비 약 10분의 1로 줄여, 10 피코그램 수준의 극히 적은 시료에서도 분석 가능하다.

이 기술을 활용하면 개인별 DNA 복구 활성도를 직접적으로 상호비교할 수 있어, 암 발생 위험도 혹은 항암치료 효과 등을 산출해 개인 맞춤형 암 치료법을 개발하는 데 도움이 될 것으로 전망된다. 연구진은 향후 극미량 DNA 손상조각 측정기술을 한층 더 발전시켜 임상 적용을 위한 발판을 마련할 계획이다.

과학기술연합대학원대학교(UST) 김선희‧김근회 학생이 주저자로 참여한 이번 연구결과는 생명과학분야 국제학술지 ‘핵산 연구’ 4월 22일 게재됐다.