부산대, 암 유전자 KRAS 실시간 영상화... "신약 개발 가속"

고형암 30% 유발 KRAS 변이 분석
FRET·BRET 통합 하이브리드 센서
변이별 약물 효능 실시간 정량 평가

김태진·윤화영 교수팀 연구 이미지./부산대 제공

부산대학교 연구진이 암 발생의 주요 원인인 KRAS 유전자의 활성화 과정을 살아있는 세포에서 직접 관찰할 수 있는 차세대 바이오센서 기술을 개발했다.

부산대학교는 생명과학과 김태진 교수와 제약학과 윤화영 교수 연구팀이 암 유전자 KRAS 단백질과 하위 신호 단백질인 RAF 사이의 상호작용을 실시간으로 추적하는 하이브리드 바이오센서 플랫폼을 구축했다고 24일 밝혔다.

이번 연구는 췌장암과 대장암 등에서 빈번하게 발생하는 KRAS 돌연변이의 신호 전달 과정을 시각화해 암 치료의 정밀도를 높이는 데 기여할 전망이다.

연구팀은 형광 기반의 FRET와 발광 기반의 BRET 기술을 하나의 플랫폼으로 통합해 단백질 간 결합과 해리를 정량적으로 추적하는 데 성공했다.

특히 독성이 적은 나노루크(NanoLuc) 루시퍼레이스를 결합해 기존 형광 이미징의 한계였던 광독성 문제를 해결했으며, 고감도 스크리닝 환경에서도 활용이 가능하도록 설계했다.

실증 과정에서 연구팀은 G12C, G12D 등 주요 암 돌연변이가 정상형보다 RAF와 더 강하게 결합해 지속적으로 활성화돼 있음을 실시간 영상으로 입증했다.

또한 현재 임상 중인 KRAS 표적 저해제를 투입했을 때 돌연변이 신호가 감소하는 반응을 확인해, 이 기술이 신약 후보물질의 효능과 선택성을 검증하는 플랫폼으로 쓰일 수 있음을 증명했다.

김태진 부산대 교수는 "이번 기술은 KRAS 신호를 실시간으로 시각화해 암 신호전달 동역학을 이해하고, 변이 특이적 치료제 개발을 가속하는 핵심 플랫폼이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구는 부산대 고정민 석사과정생이 제1저자로 참여했으며, 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행돼 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스' 2월호에 게재됐다.

부산=김성욱 기자 attainuk0518@