DNA ‘스위치’ 찾았다…유전자 질환 치료 청신호

2016.05.03 18:00

 

연구결과가 게재된 국제학술지 표지사진 - KAIST 제공
연구결과가 게재된 국제학술지 표지사진 - KAIST 제공

유전자 이상으로 생기는 각종 난치병을 손쉽게 치료할 수 있는 길을 국내 연구진이 열었다.

 

박현규 KAIST 생명화학공학과 교수팀은 ‘핵산중합효소’의 활성을 가역적으로 조절하는 데 성공했다고 3일 밝혔다. 핵산중합효소는 DNA 내부에 존재하며 핵산의 복제를 도와 활성을 조절하는 걸로 알려져 있다.

 

각종 유전병의 근본적 원인인 DNA의 활성을 조절하려는 연구는 전 세계적으로 진행되고 있다. 주로 DNA의 구성물질인 ‘핵산’과 금속이온의 상호작용을 이용하는 방법이 연구되고 있지만 DNA 활성을 가역적으로 조절할 수 있는 원리를 찾아낸 것은 이번이 처음이다.

 

연구진은 단백질이나 효소 등에 정확하게 결합하는 물질을 만들면 핵산중합효소를 자유롭게 조절할 수 있을 것이라 생각하고 작은 단일 가닥 핵산 조각인 ‘압타머’라는 물질에 주목했다. 압타머가 붙어 있는 DNA는 동작을 멈추고, 반대로 떼어내면 본래 기능대로 움직이기 때문이다.

 

실제로 연구진은 수은과 은 이온을 이용하면 압타머를 자유롭게 DNA에 붙이고 뗄 수 있다는 사실을 알아냈다. 수은 이온은 핵산중합효소의 활성을 증가시키고, 은 이온은 활성을 떨어뜨린다. 반응을 중지시키고 싶을 때는 ‘아미노산 시스틴’이란 물질을 넣어 해결할 수 있다는 사실 역시 확인했다.

 

연구진은 이 연구결과가 DNA 기반의 분자회로 및 신호전달체계를 자유롭게 조작할 수 있는 원천기술이 될 수 있을 것으로 보고 있다.

 

박 교수는 “핵산중합효소 외에도 다양한 효소를 조절할 수 있을 것으로 기대된다”면서 “앞으로 다양한 분자 스위치 개발이 가능해질 것”이라고 말했다.

 

연구결과는 영국왕립화학회가 발행하는 화학 학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션(Chemical communications)’ 4월호 표지논문으로 게재됐다.

 

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