교과부, "국내 연구팀 DNA 메커니즘 규명"

포스텍 이종봉 교수팀… 네이처 자매지 발표

(아주경제 이규복 기자)국내 연구진이 오랜 기간 미해결 과제였던 DNA 염기쌍 오류 복구 메커니즘을 밝혀냈다.

교육과학기술부는 포스텍(포항공대) 물리학과·시스템생명공학부 이종봉 교수팀이 전반사 형광 현미경을 이용한 단일분자기술(FRET), 단일입자추적 등의 물리학적 연구·분석 방법과 DNA 및 단백질에 대한 생화학적 조작을 통해 우리 몸의 DNA 염기쌍 오류 복구 시스템을 단일분자 수준에서 연구할 방법을 개발했다고 30일 밝혔다.

이번 연구결과는 세계 최고 권위의 과학전문지인 네이처의 자매지 ‘네이처 스트럭처럴 몰레큘러 바이올로지’ 30일자(미국동부시각 기준) 온라인 속보판에 게재됐다.

DNA는 A-T, G-C라는 염기의 쌍으로 유전정보를 갖고 있는데, 염기쌍 오류는 G-T, G-C, A-C, A-G와 같이 잘못된 염기쌍을 갖거나 쌍을 이루지 못하는 경우를 포함한다.

특히 DNA를 복제하거나 재조합할 때 발생할 수 있는 염기쌍 오류가 누적되면 돌연변이가 생겨 세포의 기능에 심각한 문제를 일으키고 심지어 암세포가 발생하기도 한다.

연구진은 DNA 오류 복구 시스템에서 오류 염기쌍을 찾는 단백질(MutS)이 어떻게 30억 개의 염기쌍들 중에서 잘못된 하나의 염기쌍을 찾아낼 수 있을까라는 질문에 대한 해답을 박테리아 시스템을 이용해 규명했다.

즉 MutS 단백질이 약 1초 동안에 약 700개의 염기쌍을 탐색한 후 DNA 상의 새로운 장소로 이동해 다시 염기쌍 오류를 찾아간다는 메커니즘을 밝혀낸 것이다.

또한 연구진은 MutS 단백질이 오류 염기쌍을 찾아낸 후 이를 복구하기 위해 적어도 염기쌍 수천 개 정도의 거리까지 직접 이동하고 오류를 알린다는 사실을 확인했다.

이 교수는 “생체 내에서 DNA 염기쌍 오류 복구의 실패는 유전성 대장·직장암, 유방·난소 종양 등의 질병을 일으키므로 DNA 오류 복구 메커니즘을 이해하는 것은 해당 질병을 근본적으로 치료하는 데 공헌할 것으로 기대한다”고 밝혔다.