'XPC-RAD23B' 단백질의 움직임을 관찰하는 데 성공한 UNIST 생명과학부 이자일 교수(오른쪽)팀.© 뉴스1

장애물달리기 선수처럼 DNA 위를 폴짝폴짝 뛰어다니며 손상을 찾는 단백질의 이동 원리가 밝혀졌다.

UNIST 생명과학부 이자일 교수팀은 IBS 유전체항상성연구단 올란도 쉐러 교수팀(UNIST 특훈교수)과의 공동 연구를 통해 'XPC-RAD23B' 단백질의 움직임을 관찰하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.   XPC-RAD23B 단백질은 우리 몸속에서 DNA 손상을 탐색하는 역할을 한다고 알려져 있지만 아직까지 이 단백질이 어떻게 손상 부위를 찾는지는 확인된 바가 없었다.

연구진은 'DNA 커튼'이라고 불리는 단분자 분광학 기술을 이용해 DNA 위에서 움직이는 XPC-RAD23B 단백질의 움직임을 실시간으로 확인했다.

그 결과 이 단백질이 DNA를 따라 움직이며 손상 부위를 확인한다는 것이 밝혀졌으며, DNA 위의 다른 단백질을 피하기 위해 폴짝폴짝 뛰어다니는 것도 관찰됐다. 이번 논문의 제1저자인 천나영 연구원은 "XPC-RAD23B은 다른 단백질을 쉽게 통과할 수 있기 때문에 30억개에 이르는 DNA의 손상 부위를 빠르게 찾을 수 있었던 것"이라며 "이를 이용하면 다양한 질병의 원인이 되는 DNA 손상을 빠르게 알아내는 분자생물학적 방법을 개발할 수 있을 것"이라고 설명했다.

유전정보를 담고 있는 DNA는 자외선이나 유독물질에 쉽게 손상됨에도 돌연변이를 갖지 않는 건 우리 몸속에서 손상된 DNA를 빠르고 정확하게 원상 복구하는 '뉴클레오타이드 절제 복구(NER)'가 계속 진행되기 때문이다.

이 복구는 다양한 단백질들의 상호작용으로 진행되는데 XPC-RAD23B 단백질이 손상 부위를 확인하는 게 시작점이 된다.

연구진은 이번 발견이 DNA 손상으로부터 유래하는 피부암, 색소성건피증 등 다양한 유전질환을 치료할 수 있는 분자생물학적 기반이 될 것으로 기대하고 있다.

이자일 교수는 "현재 현미경 기법으로는 세포핵 내에서 일어나는 단백질과 DNA의 상호작용을 정확하게 관찰할 수 없는데, 이번 연구를 통해서 이런 한계를 극복할 수 있었다"며 "다양한 질병의 원인이 되는 DNA와 단백질의 상호작용을 보다 정확하게 관찰할 수 있는 토대를 마련한 것"이라고 강조했다.

한국연구재단 중견연구자 지원사업과 포스코 청암펠로우십, 기초과학연구원(IBS)의 지원으로 진행된 연구 결과는 세계적 학술지인 '뉴클레익 에시드 리서치(Nucleic Acid Research)'에 8월 2일자로 온라인 게재됐으며, 중대한 발견(Breakthrough Article)으로 주목받았다.


kky060@news1.kr