정상 예쁜꼬마선충과 손상된 DNA 복구기능을 가진 예쁜꼬마선충에 DNA 독성 물질을 노출시켜 비교한 결과(IBS 제공)© 뉴스1

국내 연구진이 암의 근본원인이 되는 유전체 돌연변이의 발생 메커니즘을 규명했다.

기초과학연구원(IBS·원장 노도영)은 유전체 항상성 연구단(단장 명경재) 안톤 가트너 부연구단장팀이 던디 대학, 유럽 분자생물 연구소(EMBL), 영국 웰컴 생어 연구소와 발암 물질로 인한 DNA 손상과 함께 DNA 복구 메커니즘이 돌연변이 발생 양상을 결정함을 규명했다고 8일 밝혔다.암 발생과정 이해의 이론적 토대를 마련한 것으로, 새로운 암 치료법 개발 가능성을 제시하고 있다.

DNA에는 모든 생명활동에 필요한 유전정보가 저장돼 있어 이를 잘 보존해야 한다. 그러나 DNA는 자외선, 화학물질, 방사능 등 여러 외부 자극에 지속적으로 노출돼 각기 다른 방식으로 손상된다.

이에 대응해 우리 몸은 망가진 DNA를 고치려는 DNA 복구(DNA Repair)전략을 사용한다. 그러나 DNA 복구에 문제가 생기면 돌연변이가 세포에 축적될 수 있고, 이는 암을 유발하는 근본원인이 된다.

돌연변이는 DNA 염기서열의 변화, 일부 서열의 손실 등 다양한 양상으로 일어나는데 이를 ‘돌연변이 시그니처(Mutational Signature)’라고 한다. 담배의 니코틴, 타르 성분이 DNA를 손상시킨다고 반드시 폐암을 일으키지는 않듯 돌연변이 시그니처는 DNA 손상물질 외에도 여러 요인이 작용해 결정된다고 알려졌지만 정확한 기작은 밝혀지지 않았다.이에 연구진은 실험과 분석을 통해 돌연변이 시그니처 양상을 결정하는 메커니즘을 밝혀냈다.

우선 DNA 변이를 결정짓는 유전적 요소를 찾고자 전체 게놈 시퀀싱을 이용해 예쁜꼬마선충 2700여 마리의 유전체를 대대적으로 분석했다. 12가지 DNA 독성물질을 150가지 조합으로 제작한 뒤 이를 다양한 DNA 복구 기능에 결함이 있는 여러 꼬마선충에 노출시켰다.

이를 통해 DNA 손상물질의 종류와 함께 DNA 복구 기능이 돌연변이 시그니처 양상을 결정함을 규명했다.

안톤 가트너 IBS 유전체 항상성 연구단 부연구단장© 뉴스1

안톤 가트너 부연구단장은 “이번 연구로 암의 근본원인인 돌연변이의 종류를 결정하는 원리를 밝혔다”며 “향후 암 진단 및 치료법 개발에 새로운 이정표가 될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 성과는 네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인 판에 지난 5월 1일 게재됐다.


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