DGIST 기영훈 교수팀, DNA 손상 복구의 새로운 경로·기전 규명

DGIST(총장 이건우) 뉴바이올로지학과 기영훈 교수 연구팀이 사람 세포 내에서 DNA 손상이 복구되는 새 경로를 규명다.

연구에서는 세포 내 핵막에 존재하는 단백질이 손상된 DNA와 직접 상호작용하며, DNA 복구를 돕는 신호 경로의 일부라는 사실이 처음으로 밝혀졌다. 이로써 암 치료에 중요한 DNA 복구 메커니즘을 보다 명확히 이해할 수 있게 되었으며, 향후 암세포의 치료 저항성을 극복하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

DNA는 세포의 생명 활동을 조절하는 중요한 유전정보를 담고 있지만, 방사선이나 화학물질 등에 의해 쉽게 손상될 수 있다. 특히 '이중가닥 절단(DSB)'이라 불리는 심각한 손상은 제대로 복구되지 않으면 세포가 죽거나 암으로 발전할 수 있다. DSB 복구는 암세포의 증식을 막는 중요한 방어기전이지만, 반대로 암세포가 이 복구 능력을 악용하면 항암제에 대한 저항성이 생기기도 한다.

기영훈 교수팀은 연구에서, 손상된 DNA가 세포핵의 핵막에 위치한 '핵공복합체(Nuclear Pore Complex, NPC)'라는 구조물의 단백질에 존재 한다는 사실을 발견했다. 이는 DNA가 손상되면 세포 내에서 특정 위치로 이동해 복구에 필요한 단백질과 상호작용한다는 것을 보여주는 중요한 단서다. 그동안 효모나 초파리 같은 생물에서는 이러한 이동이 보고된 바 있으나, 사람 세포에서도 동일한 현상이 일어남을 처음으로 증명한 것이다.

연구팀은 또한 손상된 DNA가 핵막 단백질과 결합해 복구 과정을 시작하며, 이 상호작용에 필수적인 단백질 부위도 함께 규명했다. 이는 향후 DNA 손상 복구 기전을 조절하거나, 암세포의 복구 능력을 억제하는 새로운 항암 치료 전략으로 이어질 수 있을 것으로 보인다.

기영훈 교수는 “이번 연구는 사람 세포의 DNA 복구 경로를 새롭게 밝혀낸 중요한 성과로, 암의 발생과 치료 저항성을 이해하는 데 실마리를 제공한다”며, “특히 핵막 단백질과 DNA의 상호작용 메커니즘은 향후 항암제 개발에도 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자과제의 지원을 받아 수행했으며, 울산과학기술원(UNIST) 명경재 교수팀과 미국 뉴욕대 의과대학(NYU School of Medicine) Michele Pagano 교수팀이 공동으로 참여했다. 연구결과는 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, IF 9.4)에 게재됐다.