항암제 트라벡테딘. (기초연 제공)/뉴스1

국내 연구진이 멍게에서 추출한 항암제의 숨겨진 메커니즘을 규명했다.

기초과학연구원(IBS)은 유전체 항상성 연구단 올란도 쉐러 부연구단장 연구팀이 스위스 취리히 연방공과대학교의 샤나스털라 교수 연구팀과 암세포의 DNA 회복을 막아 항암 치료에 활용되는 약물 ‘트라벡테딘’의 작용 기전을 규명했다고 13일 밝혔다.이는 암세포의 DNA 복구 기전에 따른 맞춤형 치료로 항암 치료 효과를 높이는 데 기여할 것으로 보인다.

트라벡테딘은 카리브해 멍게 '엑티나시디아 터비나타'에서 처음 추출된 항암 약물이다.

대부분의 항암 치료에 사용되는 DNA 손상 유발 약물과 달리 DNA 복구 능력이 활발한 암세포에 대해 더욱 독성을 나타내는 특징을 갖는다.

그러나 트라벡테딘이 구체적으로 어떤 메커니즘을 통해 항암 작용을 발휘하는지 명확한 메커니즘은 규명하지 못한 상태다.이에 연구팀은 DNA 단일 가닥 절단까지도 미세하게 감지할 수 있는 고효율의 ‘코멧(COMET) 칩’ 실험으로 트라벡테딘의 효과를 비교·분석했다.

그 결과 자외선에 의한 DNA 손상은 뉴클레오타이드 절제 복구(NER) 과정을 거쳐 곧 복구됐으나, 트라벡테딘에 의한 DNA 손상은 복구되지 않았다.

또 트라벡테딘에 의해 손상이 복구되지 않고 세포 독성이 나타나는 현상을 DNA 복구 핵심 메커니즘 중 하나인 ‘전사 결합 뉴클레오타이드 절제 복구(TC-NER)가 활발한 세포에서 주로 관찰할 수 있었다.

트라벡테딘은 TC-NER 과정 중 색소건피증 단백질-G(XPG)에 의한 DNA 절단 작용을 막아 복구 과정을 억제한다. 이로 인해 DNA 복구가 불완전한 상태로 남게 돼 최종적으로 암세포의 사멸을 유도한다.

연구팀은 DNA 손상 부위를 유전체 전반에 걸쳐 확인하는 시퀀싱 방법으로 트라벡테딘에 의해 유발된 DNA 손상을 정확하게 식별하고 위치를 파악하는 데도 성공했다.

이는 TC-NER이 활발한 암세포를 표적으로 하는, 환자 개개인의 암 특성에 따른 맞춤형 치료 전략으로 항암 치료 효과를 높일 수 있다 것을 보여준다.

손국 박사후연구원은 “이번 연구로 트라벡테딘의 작용 메커니즘을 더 깊이 이해할 수 있는 토대를 마련했다”며 "특정 암세포 유형에 대한 트라벡테딘의 치료 효과를 높이는 가능성을 제시한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션스' 온라인에 지난달 15일 게재됐다.


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