KAIST는 화학과 최병석 교수팀이 생체정보를 저장하는 DNA가 손상돼 회복하고 복제하는 과정에서 돌연변이가 발생하는 메커니즘을 규명했다고 3일 밝혔다.

일반적으로 손상된 DNA가 회복반응에 의해 복구되지 않은 상태에서 자기복제가 일어나면 정상적인 복제를 담당하는 폴리머라제는 손상부위에 도달하면 DNA 합성을 정지하게 되고 세포의 죽음을 초래한다.

인체는 손상된 DNA 부위를 그냥 지나치는 능력이 있는 특수한 복구담당 폴리머라제들을 동원해 손상부위를 통과하고 DNA 합성을 다시 시작한다. 이때 DNA는 많은 오류가 발생돼 심각한 돌연변이를 유발하는데 지금까지 학계에서는 Rev1 단백질이 이러한 과정을 조절할 것이라고 추정해 왔지만 그 구조와 기능은 명확하게 밝혀내지 못했다.

연구팀은 핵자기공명 분광법과 엑스레이를 이용해 DNA 복제과정에서 중추적인 역할을 하는 단백질 Polκ과 Rev1, Rev1과 Rev3/Rev7 각각의 복합구조를 밝혀냈다.

이를 통해 ▦DNA가 손상 시 돌연변이가 유발되는 메커니즘 ▦DNA 복제효소간의 상호작용 ▦손상부위를 통과한 합성된 DNA가 더 연장되는 메커니즘을 분자수준에서 규명했다.

최 교수는 “판코니 빈혈 환자들에게 암이 많이 발생되는 문제를 조사해보니 DNA복제 시 회복 기능이 고장나 있었다”면서 “손상된 DNA의 회복과 복제 과정에 대한 메커니즘 규명을 통해 부작용 없는 맞춤형 항암제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 분자세포생물학분야 세계적 학술지 ‘분자세포생물학’ 6월호 표지논문으로 게재됐다.