DNA 복구 결함으로 발생한 암, 치료물질 발견

▲ 명경재 IBS 유전체 항상성 연구단장.

식물서 추출한‘바이칼레인’

차세대 항암제 개발 기대

손상된 DNA가 스스로 복구하는 기능을 잃으면 유전자 돌연변이를 일으켜 암세포로 변한다.

이런 돌연변이로 발생한 암을 치료할 수 있는 물질이 발견됐다.

기초과학연구원(IBS)는 명경재 유전체 항상성 연구단 단장 연구팀이 DNA 복구 결함으로 생긴 암세포를 선택적으로 사멸시킬 수 있는 바이칼레인(Baicalein)을 발견했다고 15일 밝혔다.

바이칼레인은 약용식물인 황금(학명 Scutellaria baicalensis)의 뿌리에서 발견되는 물질이다.

연구팀은 DNA 복제와 손상 복구 관련 연구를 위해 미국 보건원이 공개하고 있는 약 30만 종의 화합물을 검사했다.

이 중 유효물질 약 300개를 찾아 본격 연구에 돌입해 바이칼레인의 효능을 찾아냈다

우리 몸의 세포는 끊임없이 분열하는데 이 과정에서 DNA 복제, 손상, 복구도 함께 일어난다.

그러나 간혹 DNA 손상을 복구하지 못하고 유전자 돌연변이가 발생할 수 있는데 이는 보통 암세포로 이어진다.

신체 부위 중에서도 대장 부위 세포는 DNA 손상 복구과정 중 틀린 짝 복구(Mismatch Repair) 과정이 제대로 진행되지 않으면 암세포로 변할 가능성이 매우 높다.

또 틀린 짝 복구과정의 결함으로 생긴 암세포는 항암제 저항성이 높아 치료가 어렵다.

연구팀은 연구에 돌입했고, 연구팀이 발견한 바이칼레인은 DNA 염기쌍 오류가 있는 부위(틀린 짝 부위)에 선택적으로 결합하는 것을 확인했다.

연구진은 DNA 틀린 짝 복구 결함으로 인한 암세포와 정상세포에 모두 바이칼레인을 처리해 세포 내 바이칼레인의 작용 기작을 발견했다.

암 세포에 바이칼레인을 처리하면 그렇지 않은 경우 보다 DNA 절단 효소인 XPF가 DNA를 자를 확률이 훨씬 높아져 나선이 절단돼 암세포의 사멸로 이어진다.

바이칼레인으로 틀린 짝 복구 결함을 가진 암세포를 선택적으로 사멸시킨 것이다.

연구팀은 유전자 변형 생쥐를 이용해 4주간 실험을 진행했다.

일반 음식을 먹은 생쥐들은 틀린 짝 복구 결함으로 인한 대장암에 걸렸지만 바이칼레인을 음식에 섞어 먹인 생쥐들은 대장암이 거의 발병되지 않았다.

또 바이칼레인은 DNA 손상을 회복시키는 MutS단백질(MSH2-MSH6)이 DNA 염기쌍 오류 부위에 결합한 바이칼레인을 인식해 세포 주기를 일시 정지 시키는 시스템인 확인점(Checkpoint)을 활성화시키는 것도 확인했다.

이번 연구결과는 지난 4일 캔서 리서치(Cancer Research) 온라인 판에 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@