한국 연구진이 세포 내에서 돌연변이 DNA를 복구하는 새로운 단백질 효소의 기능을 밝혀냈다. 이는 아직 규명되지 않은 새로운 DNA 복구 시스템의 존재를 시사하며, 관련 연구를 통한 암 치료 및 단백질 공학 분야에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원은 질환표적구조연구센터 우의전 박사 연구팀이 돌연변이 DNA를 복구하는 효소(UDG) 중 특히한 활성을 보이는 신규 단백질 효소의 기능을 규명했다고 21일 밝혔다.

UDG 단백질 효소는 유전자 내 돌연변이 발생을 방지하는 효소로, DNA 내에서 빈번하게 발생하는 주요 염기의 변이를 인식하고 제거한다.

DNA는 유전정보를 전달하는 매개체이며, 환경적인 요인에 의해서 지속적인 공격을 받아 돌연변이가 발생하기 때문에, DNA 내 돌연변이 발생을 방지하는 것은 기본적인 생명유지에 필수적인 방어 수단이다.

DNA의 형태로 유전정보를 저장하는 모든 생명체는 돌연변이를 인식하여 복구하는 시스템을 필수적으로 지니고 있으며, UDG는 유전자 복구 시스템에 관여하는 효소로서, 모든 생물체가 이 단백질을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다.

세포 내에서 돌연변이 DNA를 복구하는 UDG 효소의 일반적인 기능과는 달리, 연구팀은 미생물로부터 발견한 ‘UdgX’ 라는 단백질이 우라실 염기에 안정적 공유결합을 이루는 기능이 있음을 밝혀냈다.

연구팀은 비결핵항산균에서 신규 UDG 단백질의 한 종류인 UdgX 단백질을 새롭게 찾아냈으며, 이 단백질이 DNA내 우라실 염기를 인식하고 강력한 공유 결합을 형성한다는 것을 실험을 통하여 확인했다.

우의전 박사는 “이번 연구를 통해 UDG 효소 계열의 보고되지 않은 신규 활성을 가진 UdgX의 분자적 구조를 규명하고 독특한 생화학적 메커니즘 제시한 것”이라며 “이러한 결과는 세포의 유전자 복구 기작에 있어 이전에 알려지지 않은 새로운 경로가 존재할 가능성을 제시했다”고 말했다.

그는 또 “이러한 신규 기능의 단백질은 향후 돌연변이로 유발되는 암세포의 치료 연구 및 ‘크리스퍼 염기교정 유전자가위’로 응용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

이번 연구성과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이터 케미컬 바이올로지’ 5월 17일자 온라인판에 게재됐다.

외신