사이언스타임즈

우리 몸의 세포 분열 과정에서 DNA 연결고리가 사라지지 않으면 염색체가 비정상적으로 나뉘어져 유전적 문제가 발생할 수 있는데, 이 연결고리를 자르는 단백질의 작동 방식이 밝혀졌다.

울산과학기술원(UNIST) 의과학대학원 안톤 가트너 특훈교수와 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단의 스테판 롤랑 연구위원팀은 염색체 사이에 남아 있는 DNA 연결고리를 절단하는 단백질인 LEM-3의 작동 방식을 분자 수준에서 규명했다고 20일 밝혔다.

연구팀에 따르면 세포 분열은 노화된 세포를 제거하고 새로운 세포를 만드는 과정으로, 우리 몸에서는 하루에도 수십억 개의 세포가 분열된다. 장은 1∼3일 만에, 피부는 2∼3주 만에 새로운 세포로 교체된다.

분열 과정에서 유전 물질인 DNA가 복제되는데, 복제가 완전히 이뤄지지 않거나 염색체가 제대로 분리되지 않으면 새로 생긴 두 딸세포 사이에 'DNA 브릿지'라는 연결 구조가 남는다.

이 연결고리를 제대로 처리하지 못하면 염색체 이상, 유전 정보 손실이 나타나고, 심하면 암 발병으로 이어질 수 있다.

연구팀은 선행 연구를 통해 LEM-3 단백질이 세포 분열 후기에 DNA 브릿지를 제거하는 최후의 수단으로 작용한다는 것을 발견했다.

LEM-3 단백질은 세포 분열 마지막 단계에서 두 딸세포를 연결하는 좁은 구조인 미드바디에 위치하는 것으로 관찰됐는데, LEM-3의 구체적인 작동 기전은 밝혀지지 않았다.

연구팀은 이번 연구를 통해 LEM-3 단백질의 LEM-like 영역이 DNA 브릿지를 인식해 미드바디에 정확히 위치시키는 역할을 하고, GIY-YIG 영역은 연결고리를 직접 자르는 역할을 한다는 사실을 확인했다.

특히 길잡이 역할을 하는 LEM-like 영역에 돌연변이를 일으키자 LEM-3 단백질이 세포질에 머무르지 않고 핵 안으로 잘못 이동했다.

이 때문에 핵 속에 보관된 DNA가 의도치 않게 절단되고, 발달 과정의 배아가 죽었다고 연구팀은 설명했다.

스테판 롤랑 연구위원은 "LEM-3 단백질은 정상적으로는 세포질에 존재해 비정상적인 세포 분열을 막는 '최종 해결사' 역할을 하지만, 위치가 잘못되면 오히려 세포 자체를 위협하는 위험 요소"라며 "의사의 수술 나이프와 같은 존재"라고 설명했다.

연구는 유전체 모델 생물인 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)을 이용해 이뤄졌으며, 이 생물의 LEM-3 단백질은 사람의 경우 ANKLE1이라는 유사한 단백질 형태로 보존돼 있다.

안톤 가트너 교수는 "ANKLE1은 유방암과 대장암 등 특정 암 발생과 연관된 유전자로 알려져 이번 발견은 암 예방·치료 전략 개발에도 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 지난 4월 11일 발간된 국제 학술지 '핵산 연구'(Nucleic Acids Research)에 실렸다.

연합뉴스: 저작권자 2025-05-22 ⓒ ScienceTimes

태그(Tag)

관련기사

복잡하고 비싼 화학 공정 대신 '온도'만으로 원하는 DNA 합성 연구이미지(AI 생성) ⓒ한국과학기술원(KAIST) 제공 한국과학기술원(KAIST)은 공학생물학대학원 최영재 교수 연구팀이 온도만 조절해 원하는 DNA 서열을 합성하는 원천 플랫폼 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. DNA는 사람을 비롯한 모든 생명체의 유전정보를 담고 있는 설계도로, 과학자들은 원하는 DNA를 만들어 질병을 진단하고

면역세포 치료제, 새로운 '열쇠 단백질'로 항암 성능↑ 연구 이미지 ⓒ한국화학연구원 제공 한국화학연구원은 암세포를 찾아가 파괴하는 차세대 세포 유전자 치료제(CAR·카)의 생산성을 높이는 새로운 유전자 전달체 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 'CAR 면역세포 치료제'는 환자의 면역세포(T세포·NK세포)를 꺼내고, 유전자를 추가해 암세포 추적&mi

반도체칩으로 물에서 DNA 만든다…바이오 제조 혁신 DNA 염기서열 64개 동시 합성하는 반도체 칩 ⓒ함돈희 교수 제공 반도체 칩을 이용해 물속에서 서로 다른 DNA 염기서열 수십 개를 동시에 합성하는 기술이 개발됐다. 현재 DNA 합성에 널리 쓰이는 유기용매 기반 화학 공정을 대체할 친환경 기술로 주목받는 효소 기반 DNA 합성의 병목 원인까지 규명해 향후 대규모 DNA 생산과 D

"5천500년 전 시베리아 수렵채집인도 페스트로 집단 사망" 인류 역사상 가장 치명적인 감염병 중 하나인 페스트가 농경사회와 도시 등장 훨씬 전인 5천500년 전 시베리아 신석기 수렵채집인 공동체에서 유행해 어린이를 중심으로 많은 사망을 초래한 것으로 밝혀졌다. 페스트로 숨진 어린이 3명의 유해. 바이칼호 인근 신석기 수렵채집인 공동묘지(우스티다 I 묘지 제44호). 고대 DNA 분석 결과 유해 중 2명

난치병 RNA 치료제 설계 열쇠 찾았다 국내 연구팀이 유전자 발현을 조절하는 단백질의 활성화 원리를 세계 최초로 밝히는 데 성공했다. 대사질환, 알츠하이머 등 특정 유전자가 과도하게 발현돼 생기는 난치성 질환의 리보핵산(RNA) 치료제를 부작용 없이 정교하게 설계하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 과학기술정보통신부는 김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA 연구단 단장이 노성훈 서울대

"70만년 전 북극 땅다람쥐 똥화석에서 동식물 DNA 대거 발견" 캐나다 북부 유콘(Yukon) 지역의 영구동토층에 70만년 가까이 보존돼 있던 땅다람쥐 배설물 화석에서 털매머드와 스텝들소, 말, 아메리카치타 등 고대 동물과 다양한 식물군의 DNA가 발견됐다. 북극땅다람쥐 ⓒGovernment of Yukon 제공 캐나다 맥매스터대 헨드릭 포이나르 교수와 하카이연구소 타일러 머치 박사 연구팀은 1

"단백질 섭취 적은 노인, 근력약화·일상생활 장애 위험 높아" 우유·요구르트·달걀·콩류·생선·가금류 등 단백질이 풍부한 식품을 적게 먹는 고령층은 근력 약화와 걷기·장보기 같은 일상생활 기능 저하 위험이 커질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 아랍에미리트(UAE) 샤르자대 리즈완 카이사르 교수가 이끄는 국제 연구팀은 29일 국제 학술지 뉴트

갑자기 고기 당기는 이유…"장이 음식 속 단백질 부족 알려줘" 필수 아미노산 결핍에 대한 장-뇌 축 신경·호르몬 조절 원리 ⓒIBS 제공 우리가 고기가 '당기는' 이유가 장이 음식 속 단백질 부족을 인식하고 뇌에 즉각 신호를 줘 단백질 섭취를 유도하기 때문이라는 것을 국내 연구진이 밝혀냈다. 과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 마이크로바이옴-체-뇌 생리학 연구

바이러스의 정교한 껍질, AI 설계 단백질 구조체로 구현했다 실제 바이러스 껍질 구조와 AI로 설계한 단백질 나노케이지 ⓒ이상민 교수 제공 국내외 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 자연계 바이러스 껍질 단백질 조립 원리를 재현한 대형 단백질 구조체를 개발했다. 차세대 약물 전달체로 주목받는 단백질 구조체 등으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 과학기술정보통신부는 이상민 포항공대(포스텍

표준연, '손상 DNA 조각' 개수까지 세는 초정밀 분석 기술 개발 DNA 손상·복구 반응 관찰 ⓒ한국표준과학연구원 제공 한국표준과학연구원(KRISS)은 세포의 DNA 복구 과정에서 발생하는 극미량 '손상 DNA 조각'을 초고감도로 검출하고 정량화할 수 있는 분석 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 기술은 손상된 DNA 조각을 개수 단위로 산출할 수 있을 만큼 정밀도

목록으로

통합검색

인기 뉴스 TOP 10

속보 뉴스

QUICK LINK