IBS·UNIST, DNA와 단백질 '이별공식' 밝혔다

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증식성세포핵항원(PCNA)과 DNA의 결합 및 분리 메커니즘
<증식성세포핵항원(PCNA)과 DNA의 결합 및 분리 메커니즘>

염색체 복제와 손상 복구 과정 종료에 관여하는 단백질 작동원리가 규명됐다.

기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 강석현 유전체 항상성 연구단(단장 명경재) 연구위원팀이 김하진 울산과학기술원(UNIST) 교수팀과 함께 염색체 복제를 도와주는 단백질인 증식성세포핵항원(PCNA)이 'ATAD5-RLC 단백질'에 의해 DNA와 분리되는 메커니즘을 분자 수준에서 규명했다고 3일 밝혔다.

염색체 복제는 생명체 유지와 유전정보 전달에 꼭 필요한 대사과정이다. 고리 형태 단백질인 PCNA는 마치 바늘구멍에 실을 꿴듯한 모습으로 DNA와 결합, 염색체를 복제한다. 손상 염색체를 복구하는 역할도 한다. 과정이 끝나면 PCNA는 DNA와 분리되는데, 제때 분리되지 않고 계속 결합된 상태로 있는 경우도 있다. 이 경우 염색체 돌연변이가 일어나고 암이 유발될 수 있다. PCNA와 DNA 분리 원리를 밝히는 것이 중요한 이유다.

연구팀은 PCNA·DNA 결합과 분리를 추적하는 실험법, 실시간 결합 분리를 관찰하는 단분자 형광 이미징 실험법을 고안했다. 이것으로 ATAD5-RLC 단백질이 PCNA 닫힌 고리를 열어 염색체 복제를 종료시키는 생화학 메커니즘을 규명하고, PCNA 분리에 필요한 ATAD5-RLC 구조 특성을 알아냈다. 또 ATAD5-RLC 단백질이 염색체 손상으로 변형된 PCNA도 DNA로부터 분리시켜 염색체 손상 복구 종료에 관여한다는 것을 밝혔다.

명경재 단장은 “PCNA와 DNA 결합 및 분리는 염색체 복제를 이해하는 중요 정보”라며 “유전 정보 이상으로 발생하는 질환 원인을 규명하고 치료법을 개발하는데 기여할 것”이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com