IBS, DNA 내부 이상 구조 제어법 발견…암 억제 활용 기대

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DNA 복제 과정에서 ATAD5 단백질의 R-루프 조절 메커니즘
<DNA 복제 과정에서 ATAD5 단백질의 R-루프 조절 메커니즘>

세포가 DNA 내부 이상 구조를 제어하는 방법이 국내 연구진에 의해 발견됐다.

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

세포는 DNA 복제·전사·복구 등 다양한 대사 활동을 한다. 이때 RNA가 DNA 이중나선 한 가닥에 결합한 'R-루프'가 일시적으로 형성돼 대사 과정 일부를 돕고 해소되는데, 만약 R-루프가 해소되지 않으면 RNA 전사 단백질과 DNA 복제 단백질이 충돌하는 '전사-복제 충돌'이 일어난다. 이 상태에서 세포분열이 진행되면 DNA가 손상돼 암 발병으로 이어질 수 있다.

연구단은 이전 연구에서 ATAD5 단백질이 안정적인 DNA 복제를 돕고 암 억제에 기여한다는 것을 밝혔다. 이번 연구에서는 R-루프 형성을 제어해 전사-복제 충돌도 해결한다는 것을 규명했다.

연구진은 ATAD5 단백질 양을 줄인 결과 DNA 복제 진행 중인 세포에서 R-루프 양이 증가한 것을 확인했다. ATAD5 단백질이 R-루프 형성 억제에 핵심 요소라는 뜻이다.

또 염색체 복제를 도와주는 증식성세포핵항원(PCNA) 단백질이 과다 축적돼 RNA 전사 단백질과 전사-복제 충돌을 일으키고 새로운 R-루프가 형성되는 것을 확인했다. ATAD5 단백질이 DNA 복제 부위에서 PCNA 단백질을 분리, 새로운 R-루프 형성을 미리 차단한다는 것을 알아냈다. 추가로 ATAD5 단백질이 R-루프를 풀어주는 DNA-RNA 풀림효소 단백질들과 상호작용하는 것도 밝혀냈다.

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 “향후 암 치료제, 노화 억제제 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 전했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com