오른쪽 방향으로 회전해야 할 DNA의 이중나선이 일부분에서 왼쪽 방향으로 바뀌는 과정이 밝혀졌다.

교육과학기술부는 경상대 화학과 이준화 교수와 KAIST(한국과학기술원) 화학과 최병석 교수팀이 특정한 결합 단백질이 DNA에 어떻게 작용해 이중나선의 회전 방향을 바꾸는지 규명했다고 14일 밝혔다.

DNA는 오른쪽으로 휘감겨 도는 이중나선 구조다. 이 중 약 1000만분의 1정도가 왼손잡이처럼 반대 방향으로 회전한다. 이처럼 오른쪽으로 도는 나선형을 B-DNA, 왼쪽으로 도는 나선형을 Z-DNA라고 한다.

오른나선인 B-DNA는 특정한 단백질이 결합하거나 극도로 높은 농도의 소금에 노출됐을 때 왼나선인 Z-DNA로 변화한다. 왼나선 Z-DNA이 생기면 생체 내에서 질병과 같은 이상현상이 나타나는 것으로 알려져 있다.

공동연구팀은 자기장의 세기가 700㎒로 강한 핵자기공명분광기(NMR)로 DNA와 단백질의 3차원 구조를 해석했다.

그 결과 결합 단백질이 DNA 이중나선 구조의 특정 부위에 붙어 꼬여있는 DNA의 양 옆을 풀고 반대로 뒤집히게 한 다음 다시 붙이는 현상을 확인했다.

연구팀은 지난 2009년 이중나선의 방향이 오른쪽에서 왼쪽으로 통째로 바뀌는 과정을 규명한 바 있다. 이어 이번 연구에서는 이중나선에서 일부분만 방향이 바뀌는 과정을 설명했다.

이준화 교수는 "이번 연구결과는 단백질에 의한 DNA 이중나선의 구조변형과 유전자 발현조절, 면역체계 시스템 등을 이해하는데 유용하다"고 말했다.

이번 성과는 화학분야 최고 학술지인 '미국 화학회지(JACS, Journal of the American Chemical Society)' 온라인 판에 최근 소개됐다.