세포 DNA 손상 복구하는 몸 속 단백질 역할 규명

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 유전체 항상성 연구단 연구팀이 세포가 위기 상황에 대응하는 과정에서 'HELQ'라는 단백질이 DNA 구조를 일시적으로 바꿔 복사를 잠시 멈추고 손상을 복구할 시간을 확보하는 역할을 한다는 사실을 규명했다고 7일 밝혔다.

우리 몸의 세포는 분열 과정에서 DNA를 복사하는데, 이 과정이 중단되거나 지연되면 돌연변이, 염색체 손상, 세포 사멸로 이어질 수 있다.

HELQ는 DNA 손상 내성과 관련이 있는 것으로 알려져 있었지만 정확히 어떤 역할을 하는지는 입증이 부족했다. 연구팀은 반복 실험을 통해 HELQ가 DNA 가닥간 교차결합으로부터 세포를 보호하고 멈춰 선 복제 포크 역행을 촉진하는 등 손상 반응에 어떻게 관여하는지를 밝혀냈다.

연구팀이 DNA 손상 시 세포 내 DNA 복사 속도를 측정한 결과, 정상 세포에서는 복사 속도가 일시적으로 느려졌지만 HELQ가 없는 세포에서는 속도 변화가 충분히 나타나지 않는다는 사실을 확인했다.

전자현미경을 이용한 DNA 구조 관찰에서 정상 세포에서는 손상 시 DNA가 잠시 뒤로 물러나 형태를 바꾸는 모습이 관찰된 반면, HELQ가 없는 세포에서는 구조 변화가 현저히 적게 발생하는 것으로 나타났다.

또 HELQ가 없는 세포는 손상된 DNA를 안정적으로 처리하는 능력도 떨어지는 것으로 확인됐다. 이러한 결과는 HELQ가 단순히 손상에 반응하는 수준을 넘어, DNA 구조 변화를 유도하며 복사 과정의 속도와 안정성을 조절하는 핵심 역할을 한다는 것을 보여준다.

연구팀은 DNA 복구를 돕는 다른 단백질의 기능이 약해진 조건에서 HELQ의 역할을 추가로 살펴봤다. 이를 위해 HELQ가 있는 경우와 없는 경우를 비교한 결과, HELQ가 없을 때 DNA 손상이 제대로 처리되지 않는 모습이 더 뚜렷하게 나타났다.

교신저자 다카타 케이치 연구위원은 "이번 연구는 암 연구의 관점에서도 의미가 크다. 세포가 항암제에 의해 생긴 DNA 손상을 어떻게 견디고 복구하는지를 이해하는데 중요한 단서를 제공한다"며 "향후 DNA 복구 과정을 정밀하게 조절할 수 있는 지점을 찾아 항암 효과를 높이는 새로운 치료 전략으로 이어질 것을 기대한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 핵산 연구(Nucleic Acids Research)에 온라인 게재됐다.

jongseo12@news1.kr