성균관대, 이중나선과 전혀 다른 새로운 DNA 구조 발견

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 국내 연구진이 이중나선 구조의 DNA와 전혀 다른 새로운 DNA 구조를 발견했다.

이는 질환 관련 유전자 발현을 제어하는 신약발굴 연구의 실마리가 될 것으로 기대된다.

5일 한국연구재단에 따르면 성균관대 의대 김경규 교수 연구팀은 △한양대 화학과 배상수 교수 △GIST 화학과 박진주 교수 연구팀과 함께 세포 내 AC-motif라는 새로운 DNA 구조가 존재하며, 이 구조가 유전자 발현을 조절한다는 사실을 규명했다.

60억 염기로 된 사람 유전체를 구성하는 DNA는 주변 환경, 세포 작용 및 염기서열 등에 따라 이중나선 외 다양한 구조를 가질 것으로 예측되고 있다.

하지만 단지 몇 개의 구조만 알려져 있고, 또 그 기능에 대해서도 많이 연구되지 않았다.

이에 연구팀은 아데닌과 사이토신이 반복되는 염기서열이 마그네슘 존재하에 4중 나선구조를 갖는다는 것을 발견했으며, 이를 AC-motif라 명명했다.

연구팀은 아데닌과 사이토신이 반복되는 여러 종류의 올리고뉴클레오타이드를 합성하고 이들의 삼차구조 형성 및 금속이온의 영향을 연구했다.

연구팀은 △원편광이색 분광분석법 △자기공명분광분석법 △형광분광분석법 및 분자동력학 계산법을 이용해 AC-motif가 두 쌍의 이중나선이 엇갈린 4중 나선구조를 갖는다는 것을 확인했다.

더 나아가 이 4중 나선구조에 의해 유전자 발현이 조절될 수 있음을 규명했다.

즉, AC-motif가 CDKL3라는 발암유전자의 발현을 조절할 수 있음을 세포실험과 유전체 교정기술을 이용해 알아낸 것이다.

세포의 모양, 특징 및 기능은 각 세포에서 어떤 유전자들이 발현되고 있냐에 따라 결정된다.

따라서 유전자 발현은 세포 내 외 신호 및 다양한 인자에 의해 정밀하게 조절되고 있다.

하지만, 아직 유전자 발현이 조절되는 원리가 완전히 알려져 있지 않고, 특히 핵산의 구조 및 염기서열이 유전자 발현에 미치는 영향은 여전히 베일에 싸여 있다.

다만, AC-motif 같은 DNA 구조가 유전자 발현을 조절함을 규명, 유전자발현조절의 새로운 원리를 제시했다는 점이 이번 연구결과의 중요 의미라 할 수 있다.

한편, 이번 연구 성과는 핵산분야 국제학술지 ‘뉴클릭 액시드 리서치’ 1일자 온라인판에 게재됐다.

km5030@news1.kr