세포 방어 시스템 관여하는 새로운 단백질 찾아... "악성 암 극복에 도움"

UNIST 김홍태 교수팀, 손상된 DNA 복구의 작용원리 찾아내
암 치료, 유전병 신약개발 공헌 기대… NAR 논문 개제

손상된 DNA의 복구할 수 있는 새로운 단백질을 찾아냈다는 소식이다. 국내 연구진이 발견한 이 연구로 악성 암 극복에 한 걸음 더 다가가는 기회가 될 것으로 기대된다.

모든 진핵 세포에서 유전자는 다양한 요인에 의해 지속적으로 손상이 일어나며 적절히 복구되지 않는 경우 유전적 불안정성과 세포사멸을 야기할 수 있다. DNA 두 가닥 사이의 공유결합이 일어나는 DNA 결속손상은 DNA의 복제와 전사를 막고 DNA의 절단을 초래하여 치명적인 질병으로 이어질 수 있고, DNA 결속손상은 인간 세포에서 아직까지 그 복구 기작이 정확히 밝혀지지 않았다.

DNA 결속손상 복구 과정에서 경로 선택에 중요한 역할을 하는 효소, TRAIP과 결합하는 ZNF212 단백질 발견

26일 울산과학기술원(UNIST) 김홍태 교수 연구팀은 명경재 교수, 숙명여대 김용환 교수 연구팀과 공동으로 DNA 결속손상(Interstrand Crosslink, ICL) 복구 과정에서 경로 선택에 중요한 역할을 하는 효소로 알려진 TRAIP과 결합하는 ZNF212 단백질을 발견했다고 밝혔다.

ZNF212 단백질이 TRAIP 단백질과 함께 DNA 결속손상 부위로 이동하며 NEIL3 단백질의 모집을 촉진하여 DNA 손상을 수복하고 유전체의 안정성을 유지함. /연구이미지=UNIST 제공

TRAIP (TRAF interacting protein):
DNA 손상 반응, 상동 재조합 및 DNA 결속손상 복구에 관련된 핵심 인자이나 인간 세포에서 그 정확한 기능은 완전히 밝혀지지 않음.

DNA 결속손상 (DNA interstrand crosslink):
다양한 외인성 또는 내인성 물질이 두 DNA 가닥 사이의 두 뉴클레오티드와 반응하여 일어난 공유 결합.

이번 연구 결과는 생화학&분자생물학분야 상위 2.6% 논문인 세계적 학술지인 ‘핵산 연구(Nucleic Acids Research)’에 논문명 'ZNF212 participates in interstrand DNA crosslink repair through direct interaction with TRAIP'로 1월 3일 자 온라인 게재됐다.

DNA 결속손상은 DNA 두 가닥 사이에 공유결합이 일어나는 현상으로, 이는 DNA의 복제와 전사를 막고 DNA의 절단을 초래하여 세포사멸을 유도한다. 항암화학요법에 광범위하게 이용되고 있는 플래티넘(platinum) 계열의 항암제는 DNA 결속손상을 일으켜 암세포 사멸을 유도하는 기전을 활용하기 때문에 DNA 결속손상의 복구에 대한 연구는 향후 항암제의 성능을 개선하는 데 활용될 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

지금까지 연구되지 않은 DNA 결속손상 복구 기전을 밝혀내어 유전체의 안정성을 유지하는 기작에 대한 새로운 관점을 제시했다는 평가다.

기존 연구에 따르면 개구리알 추출물에서 TRAIP 단백질은 결속손상 복구 기작을 결정하는 중요한 조절인자로 작동한다. 하지만 인간 세포에서 결속손상을 복구하는 기전은 명확히 밝혀지지 않았다.

"ZNF212 단백질의 발현을 감소시켰을 때 세포의 염색체 불안정성이 증가하고 세포의 생존성이 크게 떨어지는 것이 확인됐다. ZNF212 단백질의 추가적인 기능을 연구하기 위해 살아있는 세포에서 DNA 손상 부위로 단백질이 이동하는 것을 확인할 수 있는 ‘극소방사선 기법’을 활용했다.

이를 통해 ZNF212 단백질이 TRAIP과 함께 DNA 손상 부위로 빠르게 이동하는 것을 관찰했으며, ZNF212 단백질은 NEIL3 단백질과 직접적으로 결합하며 NEIL3 단백질이 손상 위치로 이동하는데 중요한 역할을 한다는 것이 확인됐다"

생명과학과 김홍태 교수는 “이번 연구는 잘 알려지지 않은 DNA 결속손상 복구과정에 관여하는 새로운 단백질인 ZNF212의 역할을 보여줬다”며 “향후 암 치료, 유전병 신약개발을 위한 후속 연구의 청사진을 제공했다”고 밝혔다.

포인트경제 박주현 기자