"체내 DNA의 지형적 특징에 따라 암을 유발하는 돌연변이가 코드에서 언제 어디서 나타나는지 결정될 수 있다." (라이브 사이언스) 

DNA의 3D 모양(꼬인 사다리가 코일과 고리로 복잡하게 말려 있는 형태)과 유전자 코드 이외의 다른 특징은 암을 유발하는 돌연변이의 '핫스팟'이 축적되는 위치에 영향을 미칠 수 있다.

‘게놈 지형’이 암 돌연변이에 어떤 영향을 미치는지에 대한 새로운 연구에 따르면 게놈 지형은 DNA를 구성하는 분자의 서열을 넘어선 게놈의 요소를 광범위하게 지칭한다. 여기에는 DNA가 얼마나 촘촘하게 감겨 있는지, 어떤 유전자가 다른 세포에서 ‘활성화’되는지에 대한 변화가 포함된다.

지난달 ‘셀 리포트(Cell Reports)’ 저널에 게재된 이 연구는 여러 유형의 암에 걸쳐 DNA의 지형적 특징과 알려진 암 유발 돌연변이 패턴 간의 연관성을 분류했다.

이를 통해 연구진은 일부 알코올 관련 암에 대한 새로운 통찰력을 얻었고, 향후 방대한 데이터는 과학자들이 다양한 형태의 암을 예방, 이해 및 치료하는 데 도움이 될 수 있다고 주장했다.

로즈웰 파크 종합 암 연구소의 종양학 부교수인 카테리나 구로바 박사는 "이것은 암의 특이적 돌연변이 다음 단계의 목록화"라며 "그러나 우리는 여전히 대부분의 돌연변이에 대해 왜 DNA 지형이 이러한 역할을 하는지 또는 저런 역할을 하는지 이해하지 못하고 있다“고 말했다.

이 연구는 40개 암 유형에 걸쳐 5,000개 이상의 종양에 대한 전체 게놈 서열에 포함된 돌연변이를 조사했다. 연구팀은 516개의 지형적 특징이 게놈에서 이러한 돌연변이가 나타나는 위치에 미치는 영향을 분석했다.

이러한 특징 중 일부는 DNA를 RNA로 번역하는 과정인 전사 과정에서 돌연변이가 나타나는 시기와 위치와 관련이 있으며, 이는 DNA에서 세포로 유전 정보를 전달하는 과정이라고 전문가들은 설명했다.

다른 특징으로는 히스톤이라는 단백질과 관련되어 있는데, 히스톤은 DNA 분자가 스풀(spool)처럼 감겨 있는 단백질로, 감겨 있는 DNA의 구조와 관련이 있는 것이다. 

전문가들은 DNA와 히스톤에 의해 형성된 복합체인 염색질의 3D 구조를 조절하는 CTCF라는 단백질과도 관련이 있다며, CTCF는 DNA가 매우 조밀한 염색질 고리를 형성할 수 있도록 한다고 말한다.

구로바 박사는 "모든 세포에는 도서관이 있지만, 이 도서관은 서로 다른 방식으로 구성돼 있다"며 ”이러한 다양한 유형의 조직 방식이 연구자들이 ‘지형적’ 특징이라고 할 때 의미하는 것“이라고 설명했다.

이 연구의 주요 목표는 다양한 돌연변이 패턴과 이러한 DNA 특징 사이의 연관성을 분류하는 것이었지만, 연구진은 특정 암에 대해 몇 가지 흥미로운 관찰을 했다고 밝혔다.

알코올 섭취와 관련된 몇 가지 돌연변이 패턴이 대부분의 돌연변이처럼 나중에 나타나는 것이 아니라 세포 복제 과정 초기에 나타난다는 사실을 발견한 것이다.

이러한 돌연변이 패턴은 두경부암, 식도암, 간암 세포에서 발견됐다. 또 면역 세포 암의 한 유형을 살펴보면, DNA의 염기서열에 동일한 변화를 초래하는 일부 돌연변이가 다른 지형적 특징과 연관될 수 있으며, 이는 다른 이유로 인해 발생한다는 것이 전문가들의 설명이다.

구로바 박사는 ”특정 돌연변이를 표적으로 하는 암 치료법을 개발하는 데 유용할 수 있다“며 코즈믹(COSMIC)이라는 데이터베이스를 통해 데이터를 무료로 제공했다.

이어 그는 ”지형적 특징에 대한 데이터가 암세포의 돌연변이에 대한 데이터와 다른 환자들로부터 수집됐다는 점을 포함해 이 연구에는 몇 가지 한계가 있다“며 ”따라서 동일한 세포에서 데이터 세트를 수집할 경우 결과가 다소 달라질 수 있다“고 덧붙였다.

케이스 웨스턴 리저브 대학교의 유전학 풀라이 진 교수는 ”향후 연구에서는 다른 유전적 조건을 DNA의 지형적 특징과 연결하기 위해 동일한 접근 방식을 취할 수 있다“며 ”성별이 다른 환자나 다른 환경에 노출된 환자를 대상으로 이러한 요인이 암을 유발하는 돌연변이 및 DNA의 지형과 어떻게 상호 작용하는지 살펴볼 수 있다“고 말했다.

구로바 박사는 ”향후 연구의 주요 목표는 연구자들이 이러한 특정 연관성을 발견한 이유를 규명하는 것“이라며 ”이를 통해 DNA의 형태가 암 발생에 영향을 미치는 이유와 방법에 대한 의문을 해결할 수 있을 것“이라고 밝혔다.

[위키리크스한국=유 진 기자]

yoojin@wikileaks-kr.org

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