암세포 활성화 원형 DNA 역할 밝혀져
암세포 활성화 원형 DNA 역할 밝혀져
미국 캘리포니아大 연구진 ‘네이처(nature)’지에 발표

“암세포에만 존재하는 ecDNA가 종양 성장 촉진”

“정상 DNA와 다른 고리 모양이 DNA 정보 쉽게 읽게 해”
  • 서정필
  • 승인 2019.11.25 09:38
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전자현미경으로 촬영한 본 암세포 DNA 사진. 원형 외염색체 DNA는 주황색 화살표이며 정상 DNA는 파랑색 화살표 (사진 샌디에이고 캘리포니아대학교)
전자현미경으로 촬영한 본 암세포 DNA 사진. 원형 외염색체 DNA는 주황색 화살표이며 정상 DNA는 파랑색 화살표 (사진 샌디에이고 캘리포니아대학교)

[헬스코리아뉴스 / 서정필] 암세포 돌연변이 발생을 증가시켜 치료가 힘든 종양 세포를 더욱 더 공격적으로 만드는 3D형태 외피염색체(extrachromosomal) DNA의 역할이 미국 연구진에 의해 발표됐다.

미국 샌디에이고 캘리포니아 대학교(University of California) 연구팀는 지난 2017년 도넛 모양의 ‘염색체외(extrachromosomal)’ DNA가 종양세포에 풍부하다는 것을 이미 밝혀낸 바 있는데 이번에는 이 DNA가 기존 화학요법이나 방사선 요법 등에 대한 내성을 키우는데 중요 역할을 한다는 사실을 규명했다.

인간을 비롯한 진핵생물에서 정상적인 DNA는 단백질의 일종인 '히스톤 8량체'(histone octamer)라고 일컬어진다. 이 단백질의 복합체는 단단하게 둘러싼 세포 핵 내에 위치한다. 세포가 DNA의 정보를 읽어내려면 여러 효소와 부속단백질을 이용해 조금씩 움직이게 되는데 한 번에 한 부분에만 접근이 가능하다.

연구진은 “이와는 달리 암세포의 ecDNA는 세포가 DNA에 쉽게 접근할 수 있어 암세포가 빠르게 복제되게 하고 종양형성유전자(oncogenes)가 빠르게 생성되게 한다”며 “ecDNA의 이러한 기능을 통해 종양이 빠르게 성장하고 여러 치료에도 내성을 기를 수 있게 하는 것”이라고 말했다.

연구진은 “정상 DNA와는 다른 ecDNA의 특이한 모양이 이러한 작용을 가능하게 하는 핵심”이라고 전했다.

정상 DNA는 대량 30억개의 염기쌍이 23쌍의 염색체에 정렬돼 있으며 빽빽하게 감긴 약 6피트(약 1.82미터)의 DNA로 구성되어 있다. 이러한 구조는 DNA 정보가 세포가 DNA에 접근할 때 일부 유전자에만 접근할 수 있도록 한다. 접근 시에도 다른 유전자는 숨겨져 있어 전체 정보를 한 번에 읽어낼 수 없다. 이는 세포가 원치 않는 유전적 지시를 수행하지 못하게 하고 ‘딸세포’ 복제라고 부르는 불규칙한 복제를 막는 역할을 한다.

연구진은 이와는 달리 ecDNA는 원형 고리 모양이어서 DNA 정보에 쉽게 접근할 수 있어 세포 복제가 빠른 것이라고 설명했다.

폴 미셀(Paul Mischel) 캘리포니아 대학교 병리학 교수는 “ecDNA의 작용을 설명하는 이번 연구는 암 치료 연구 패러다임 자체의 변화를 가져올 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 캘리포니아대학교와 스탠포드대, 그리고 하워드 휴즈 의학 연구소의 연구자들이 함께 진행했다. 연구결과는 유명학술지 네이처(nature) 11월 20일자 온라인판에 실렸다.


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