DNA 이상 구조 제어하는 단백질 작동 원리 밝혀

IBS, 암 억제 단백질의 유전체 안전성 유지 방법 규명

기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단 이규영 연구위원팀은 단백질 ‘ATAD5’가 DNA 내 이상 구조가 생기는 것을 막아 유전체 안전성을 유지한다는 것을 확인했다고 2일 밝혔다.

ATAD5 단백질은 DNA와 결합해 염색체 복제를 도와주는 단백질인 ‘증식성 세포핵 항원'(PCNA)을 조절하는 역할을 한다.

연구팀은 이전 연구에서 ATAD5 단백질이 염색체 복제 임무를 끝낸 PCNA가 DNA로부터 정상적으로 분리되도록 도와 암 억제에 기여한다는 사실을 확인했다.

PCNA가 DNA에서 정상적으로 제거되지 않으면 염색체에 돌연변이를 일으키고 암이 유발될 수 있다.

이번 연구에서는 ATAD5 단백질이 DNA가 복제되는 과정에서 생기는 이상 구조인 ‘R-루프’가 형성되는 것을 억제해 유전체의 안전성을 높인다는 사실을 확인했다.

R-루프는 RNA(리보핵산·DNA에 담긴 유전정보를 매개하는 물질)가 DNA 이중 나선 중 한 가닥과 결합한 형태이다.

DNA의 복제·전사·복구 등 대사 활동을 돕기 위해 일시적으로 만들어진다.

하지만 곧바로 해소되지 않고 장시간 유지되면 DNA 가닥 손상, 전사 단백질과 복제 단백질 간 충돌 현상이 일어나고 이는 암으로 이어질 수 있다.

연구팀은 우선 ‘작은 간섭 RNA'(RNA 간섭 현상을 이용해 전령RNA의 활성을 떨어뜨려 특정 유전자의 발현을 방해하는 RNA)를 이용해 세포 내 ATAD5 단백질의 양을 줄였다.

그 결과 DNA 복제가 진행 중인 세포에서 R-루프의 양이 늘어난 것으로 나타났다.

또 PCNA가 과다 축적되면서 전사 단백질과 복제 단백질 간 충돌이 일어나는 것을 확인했다.

이로써 ATAD5 단백질이 PCNA를 분리해 새로운 R-루프가 만들어지는 것을 차단한다는 것을 알 수 있었다.

이규영 연구위원은 “이번 연구를 통해 ATAD5 단백질이 DNA 복제를 조절할 뿐만 아니라 DNA 구조에 이상이 생기는 것을 막는 기능을 한다는 사실을 밝혔다”며 “암 치료제, 노화 억제제 개발에 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘핵산 연구'(Nucleic Acids Research) 지난 달 15일 자 온라인 판에 실렸다.

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