아주대 연구팀, 유전체 손상 복구하는 ‘CTCF’ 단백질 규명

난치성 암 치료 및 노화 방지 가능성 높여

아주대학교 이종수 교수

아주대학교(총장 박형주) 연구진이 생체 내 유전체의 손상을 정확하게 복구하는 조절 시스템을 발견했다. 이에 따라 헬스케어 분야의 새로운 지식을 확보함과 동시에 난치성 암 치료 및 노화 방지 가능성을 높이게 됐다.

아주대학교는 지난 21일 이종수 교수(생명과학과)가 유전체 손상 중 가장 위험한 DNA 이중가닥이 끊어졌을 때 이를 정확하게 복구할 수 있는 ‘CTCF’ 단백질 작용을 규명했다고 밝혔다.

해당 연구는 유전체·유전학·분자생물학 분야 저명 학술지인 <뉴크레익 액시드 리서치 (Nucleic Acids Research)>에 7월 24일자로 온라인 게재됐다. 논문의 제목은 이다. 해당 논문의 제1저자로는 아주대학교 생명과학과 황순영 박사과정 학생과 강미애 연구교수가 참여했다.

유전체가 다양한 환경이나 생체 내부 요인으로 손상되면 신체는 이를 복구하는 시스템을 작동시킨다. 손상된 유전체를 복구하는 일은 암과 노화·각종 발병 억제 측면에서 중요하기 때문에 지난 2015년 노벨화학상은 손상된 DNA의 복구 과정을 규명한 3명의 과학자에게 수여됐고, 현재 관련 연구가 전 세계적으로 활발히 진행 중이다.

앞서 CTCF는 유전 현상 중 하나인 ‘유전체 각인’에서 중요한 역할을 수행하고, 3차원적 유전체 구조를 형성하는 단백질로 알려져 있었다. 하지만 아주대 연구팀은 이번 연구를 통해 CTCF가 유전체의 정확한 복구 과정을 선택하고 결정하는 단계에서 역할을 한다는 것을 입증한 것이다. CTCF의 기능이 비정상적인 경우에는 유전체의 안정성이 극심하게 훼손돼 생존에 위협을 끼쳤다.

아주대 연구팀은 유전체가 손상되면 CTCF가 손상 부위로 이동해 ‘실수 없이(error-free) 정확하게 복구’하거나 ‘변이를 유발하며(error-prone) 복구’하는 두 복구 경로의 선택 갈림길 단계에서 ‘실수 없이 정확하게 복구’하는 경로로 진입하도록 조절한다고 설명했다. 이 때 CTCF는 손상 DNA가 상동 유전자를 복제해 정확하게 복구하는데 필요한 다양한 상동 복구 인자들의 소집을 촉진하고 이로써 정확한 유전체 복구가 원활히 이뤄졌다.

이종수 아주대 교수는 “해당 연구는 유전체 손상과 직접 연관된 유전질환·암·노화질환·발생질환 등 다양한 질병의 원인을 이해하는 중요한 성과”라며 “향후 이들의 치료제를 개발하는데 기반이 되고 현재 마땅한 치료법이 없이 치사율이 높은 삼중음성유방암 치료와 항노화 전략 개발에 응용할 수 있다"고 말했다.