'시스플라틴' 비밀 풀렸다...강력한 항암제 개발 가능성 열려

시스플라틴 작용원리를 분자 수준에서 규명한 홍석철 고려대 교수 연구팀(왼쪽부터 홍석철 교수, 문현민 박사, 박진성 박사) 사진=과학기술정보통신부
<시스플라틴 작용원리를 분자 수준에서 규명한 홍석철 고려대 교수 연구팀(왼쪽부터 홍석철 교수, 문현민 박사, 박진성 박사) 사진=과학기술정보통신부>

암 치료에 가장 많이 사용되는 항암제 '시스플라틴'이 국내 연구진에 의해 작용원리가 실험적으로 규명되면서 더욱 강력한 항암제 개발 가능성이 열렸다.

과학기술정보통신부는 홍석철 교수 연구팀(고려대 물리학과, 기초과학연구원 분자분광학 및 동력학 연구단)이 시스플라틴 작용원리를 분자 수준에서 규명했다고 23일 밝혔다.

시스플라틴은 핵산에 결합해 구조변화를 유발하는 대표적 항암제이지만, 실제 세포핵 속에 존재하는 크로마틴 구조에 대한 시스플라틴의 반응성과 구조 변형에 대한 이해는 미흡한 상태였다.

연구팀은 실제 세포에서 추출한 크로마틴 형성 단백질을 이용해 시험관 내에서 크로마틴 분자를 형성한 후, 자성트위저를 이용해 크로마틴 분자 하나하나에 힘을 가함으로써 그 물성을 파악하는 기법을 개발했다.

인체 유전정보가 담긴 이중나선 DNA는 단백질 복합체를 중심으로 이중나선이 감긴 크로마틴 형태로 고도로 압축돼 눈에 보이지 않는 세포 내 작은 핵 속에 들어있다.

인체 내 세포 성장과 사멸은 이러한 크로마틴 구조가 느슨해지고 팽팽해지는 가역적인 새단장(리모델링) 과정을 통해 조절되는데, 연구진은 자성트위저를 이용한 기법으로 시스플라틴이 접착제처럼 작용해 크로마틴 변화를 막아 항암효과를 낸다는 사실을 새롭게 밝혔다.

크로마틴 구조 고정을 통한 시스플라틴 항암 효과를 설명하는 물리적 모델. 사진=과학기술정보통신부
<크로마틴 구조 고정을 통한 시스플라틴 항암 효과를 설명하는 물리적 모델. 사진=과학기술정보통신부>

연구 결과 용수철처럼 가역적으로 리모델링 되는 크로마틴이 시스플라틴과 결합할 때 영구적으로 탄력성을 잃는 것을 확인하고, 강하게 잡아당기는 물리적인 자극이나 고농도 소금물 같은 화학적 자극에도 반응하지 않는 것으로 나타났다.

이를 통해 실제 생체 환경에서 시스플라틴이 크로마틴을 표적으로 해 강력한 항암효과를 낸다는 점이 확인됐다.

DNA 표적 기반 항암제의 개발과 효능 측정 장비로서 자성트위저를 제안한 이번 연구는 이남경 세종대 교수, 김재훈·송지준 한국과학기술원 교수팀, 김준곤 고려대 교수팀과 협력 연구로 이뤄졌다.

홍석철 교수는 “이번 연구 성과는 시스플라틴 약리적 표적이 순수한 DNA라기보다는 보다 응축된 상위 구조인 크로마틴 형태일 수 있음을 제안한 것에 의의가 있다”며 “ DNA를 표적으로 하는 다양한 항암제 효능 측정과 작용원리 규명 및 강력한 항암제 디자인 실마리가 될 것으로 기대된다”고 말했다.

한편 이번 연구는 과기정통부 개인기초연구(중견연구) 사업 및 기초과학연구원 등 지원으로 수행됐으며, 핵산 분야 국제학술지 뉴클레익 애시즈 리서치(Nucleic Acids Research)에 24일 게재됐다.

이인희기자 leeih@etnews.com