최철용교수 연구논문 셀 자매지 게재
- 자연과학대학
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- 2013-07-19
손상된 DNA 회복과정 단백질 기능 규명
최철용교수팀 논문 셀(Cell) 자매지 게재
방사선 이용한 항암 치료에 응용 기대
국내 대학 연구진이 방사선에 의해 유도된 DNA 손상 회복에 중요한 기능을 하는 단백질을 찾아내 그 기능을 밝혀냄으로써, 향후 방사선을 이용한 항암치료 과정에서 암세포 사멸을 최대한 유도하면서도 정상세포에 미치는 부작용을 최소화하는 전략수립에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
성균관대학교는 생명과학과 최철용교수가 최동욱, 나우주 박사과정생과 함께 연구한 논문이 생명과학분야 저명 학술지인 ‘셀’(Cell)의 자매지 ‘몰레큘라 셀’(Molecular Cell) 온라인판(7월 18일자)에 실렸다고 밝혔다.
일상생활에서 우리 몸의 세포는 끊임없이 DNA 손상을 받는다. DNA 손상의 요인으로는 햇빛에 포함된 자외선, 자연계에 존재하는 방사능, 음식물에 포함된 화학적 발암 물질, 발암 유전자의 활성화 등 셀 수 없이 많다. 손상된 DNA는 세포 내의 회복 프로그램에 의하여 자연적으로 복구가 되기 때문에 세포는 DNA 손상 없이 정상적인 기능을 할 수 있다. 그러나 DNA 손상 회복에 관련된 단백질이 제 기능을 하지 못하면 DNA 손상이 축적되어 결국에는 암을 유발할 수 있다. 자외선에 많이 노출되면 피부암에 걸릴 확률이 높아지는 것도 이런 이유이다.
성균관대 생명과학과 최철용 교수 연구진은 DNA 손상 회복에 관련된 유전자를 스크리닝하여 ‘HIPK2 단백질 키나제’(Protein Kinase)를 새로 발굴했다.
연구 결과에 의하면, HIPK2는 DNA 손상 회복 프로그램이 적절하게 시작될 수 있는 환경을 만들 뿐 아니라 DNA 손상 회복이 완료된 후 세포를 원래의 상태로 되돌리는 기능을 하는 것으로 밝혀졌다. 이를 동물 모델에서 확인한 결과, HIPK2가 정상인 쥐에서는 방사선에 의해 유도된 DNA 손상이 정상적으로 복구되지만, HIPK2 결손 쥐에서는 DNA 손상 회복이 정상적으로 일어나지 않아서 생쥐의 생존율이 현저히 감소함을 증명했다(그림 참조).
또한 연구진은 HIPK2 단백질 키나제가 AMPK라는 세포 에너지 수준을 인지하는 또 다른 단백질 키나제의 조절을 받는다는 것을 밝힘으로써 DNA 손상 회복과 세포 에너지 대사와의 연관성도 제시했다.
방사선 치료는 수술, 항암화학요법과 함께 3 가지 주요 암 치료 방법 중 하나이다. 암 환자에게 부작용이 적은 다양한 화학요법이 새로 개발되고 있지만, 방사선을 이용한 암 환자 치료는 여전히 다양한 종류의 암 환자에게 적용되고 있는 치료 방법이다. 이 연구에서 밝혀진 DNA 손상 회복 과정에 관여하는 새로운 단백질들의 돌연변이 여부를 고려하면, 발암 과정을 추정할 수 있을 뿐 아니라 방사선을 이용한 항암 치료 과정에서 암세포 사멸을 최대한 유도하면서도 정상세포에 미치는 부작용을 최소화하는 전략 수립에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
이 연구는 한국연구재단의 원천기술 연구사업 (유비퀴톰 연구사업), 중견 연구자 사업, 보건 복지부의 암정복 추진사업의 지원으로 수행됐다. 이 연구에 공동으로 참여한 한국과학기술 연구원의 이철주 박사는 한국연구재단의 다중오믹스 연구사업의 지원을 받았다.