세포 속 DNA는 복사 과정에서 문제가 생기면 속도를 늦추거나 잠시 멈출 뿐 아니라, 일부는 한 발 물러나듯 구조를 바꿔 시간을 확보한 뒤 손상을 복구한다.
기초과학연구원(IBS·원장 직무대행 김영덕)은 'HELQ'라는 단백질이 DNA 구조를 일시적으로 바꿔 복사를 잠시 멈추고, 손상 복구 시간 확보 역할을 함을 밝혀냈다고 7일 밝혔다. 유전체 항상성 연구단(단장 명경재) 연구팀이 이룬 성과다.
연구진은 우선 DNA 손상 시 세포 내 DNA 복사 속도를 측정해, 정상 세포에서는 복사 속도가 일시적으로 느려졌지만 HELQ가 없는 세포에서는 속도 변화가 충분히 나타나지 않음을 확인했다.
이어, 연구진은 전자현미경으로 DNA 구조를 직접 관찰했다. 그 결과, 정상 세포에서는 손상 시 DNA가 잠시 뒤로 물러나 형태를 바꾸는 모습이 관찰된 반면, HELQ가 없는 세포에서는 구조 변화가 현저히 적게 발생했다.
또 HELQ가 없는 세포는 손상된 DNA를 안정적으로 처리하는 능력도 떨어지는 것으로 확인됐다. 이런 결과는 HELQ가 단순히 손상에 반응하는 수준을 넘어, DNA 구조 변화를 유도하며 복사 과정 속도·안정성 조절 핵심 역할을 함을 보여준다.
나아가 연구팀은 DNA 복구를 돕는 다른 단백질의 기능이 약해진 조건에서 HELQ의 역할을 추가로 살펴봤는데, HELQ가 없을 때 DNA 손상이 제대로 처리되지 않는 모습이 더 뚜렷하게 나타났다. 이는 HELQ가 혼자 작동하기보다 다른 복구 단백질들과 함께 협력해 손상 대응 과정에 관여한다는 점을 보여준다. 특히 전체 복구 능력이 떨어진 상황일수록 HELQ의 중요성이 더욱 커지는 것으로 확인됐다. 이는 HELQ가 전체 DNA 복구 과정 조율 역할을 한다는 것을 보여준다.
교신저자 다카타 케이치 연구위원은 “HELQ 단백질의 역할을 밝힘으로써 암세포가 약물에 저항하는 과정을 설명하는데 도움될 수 있으며, 향후 이런 DNA 복구 과정을 정밀하게 조절할 수 있는 지점을 찾아 항암 효과를 높이는 새로운 치료 전략으로 이어질 것을 기대한다”라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 Nucleic Acids Research에 4월 29일 온라인 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
