아주대 의대 연구팀이 손상된 DNA를 획기적으로 복구하는 새로운 기전이 밝혔다.
세포들은 유전체가 손상되면, 세포내 DNA 복구인자들을 이용해 DNA 복구 기전을 가동시킨다.
DNA는 유전체의 근본 구성 요소로 유전 정보를 결정할 정도로 중요해 손상정도에 따라 돌연변이나 세포 사멸 등에 치명적일 수 있어 이번 DNA의 새로운 복구 기전의 발견은 의미가 있다.
10일 아주대 의대 생리학교실 강호철 교수팀(김소연 연구강사·황이슬 대학원생)은 USP39이 DNA가 손상 시 매우 빠르게 손상 부위로 이동, DNA의 복구를 위해 액체 방울 응집체란 세포가 단백질인 것을 확인했다고 밝혔다.
특히 임상적으로 유전체 불안정성에 의한 다양한 암에서 USP39가 상당한 양으로 과발현되는 점을 고려, 향후 암 치료제 개발에 새로운 전기를 마련할 것으로 기대된다.
연구팀은 이번 연구에서 여러 분자생물학적 실험방법으로 유전체 손상·복구에 관여하는 DNA 복구인자들을 발견, 특히 USP39의 기능을 DNA 복구인자 측면에서 심도있게 연구한 결과라고 설명했다.
기존에 USP39은 탈유비퀴틴화 효소로 세포의 항상성 유지에 중요한 작용을 하는 단백질로 알려져 왔다.
탈유비퀴틴화란 특정 단백질에 결합한 유비퀴틴(76개 아미노산으로 구성된 작은 단백질)을 제거해 특정 단백질의 분해를 막거나 혹은 활성화를 조절하는 현상이다.
액체 방울 응집체는 액체상태 내의 상분리 현상으로 물과 기름처럼 두 물질이 섞이지 않고 분리되는 현상이다.
이러한 현상이 세포내에서도 발생하는데, 세포내 상분리는 아주 작은 크기의 ‘액체 방울 응집체’를 만들어내 서로 다른 생체 분자들을 분리하거나 응집해 다양한 세포 활동에 관여한다.
연구팀은 이번 연구결과는 탈유비퀴틴화 효소에 의한 새로운 유전체 손상·복구기전으로, USP39가 ‘액체 방울 응집체’ 생성 현상을 유도했다.
다른 주요 DNA 복구인자들이 보다 효율적인 DNA 복구 기능을 할 수 있도록 세포내 안정적 환경을 제공, 정교하게 유전체 손상·복구기전을 조절하는 점을 처음 밝힌 연구결과라 의의가 있다고 밝혔다.
강호철 교수는 “임상에서 손상된 DNA에 대한 복구는 많은 질병의 진단 및 치료와 관여 된다”면서 “DNA 복구와 관련된 USP39의 기전을 확인해 다양한 질환의 진단 및 치료에 성과가 기대된다”라고 말했다.
연구결과는 세계적으로 권위있는 ‘Nucleic Acids Research(핵산 연구, Impact factor: 16.9)’ 10월호에 (USP39는 poly(ADP-ribose)매개 상분리 현상을 통해 비상동성 말단접합 복구를 촉진한다란 제목으로 게재됐다.
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