IBS(원장 노도영)는 이규영 유전체 항상성 연구단 연구위원팀이 스트레스로 멈춰버린 DNA 복제 활동에 ATAD5 단백질이 역할을 한다는 사실을 알아냈다고 25일 밝혔다.

DNA에는 모든 생명활동에 필요한 유전 정보가 저장돼 있다. 세포는 DNA 복제를 통해 유전정보를 후대에 전달한다. 유전정보를 안정적으로 후대에 전달하기 위해서는 DNA를 오차없이 복제하는 게 중요하다.

이를 위해 DNA를 구성하는 핵심물질인 뉴클레오티드((Nucleotide)와 복제를 조절하는 단백질이 안정적으로 공급될 필요가 있다. DNA 복제에 필요한 물질이 충분히 공급되지 않거나 세포가 유해물질에 노출되었을 때 DNA 복제가 멈추는 것을 DNA 복제 스트레스라고 한다.

사람이 스트레스를 해소하지 못하면 각종 질병에 취약해지는 것처럼 세포가 복제 스트레스를 적절히 해소하지 못하면 유전정보 안정성이 떨어지고 암 발생까지 이어질 수 있다.

유전체 항상성 연구단은 이전 연구를 통해 세포 내  ATAD5 단백질이 복제 스트레스를 해소하면 중간에 멈춘 DNA 복제가 다시 시작돼 안정적으로 완료된다는 것을 규명했다.

연구진은 먼저 인간 세포 내 뉴클레오티드 양을 감소시켜 복제 스트레스를 가했다. 이후 옥신-우도 데그론 시스템(단백질 양을 빠르게 줄이기 위해)과 siRNA를 도입, ATAD5 단백질 양을 줄였다.

이후 복제 스트레스를 해소했음에도 ATAD5 단백질 양을 줄인 상태에서는 DNA 복제가 재시작 되지 않았다. ATAD5 단백질이 DNA 복제 재시작에 중요하다는 것을 밝힌 것이다.  

연구진은 추가적으로 DNA 복제 재시작에 ATAD5 단백질의 분자생물학적 작동원리를 규명했다. 면역침강법을 이용해 ATAD5 단백질이 RAD51 단백질과 상호작용함을 확인한 후, ATAD5 단백질이 결핍된 경우 RAD51 단백질이 복제가 멈춘 DNA쪽으로 접근하지 못함을 관찰했다.

이는 ATAD5 단백질이 RAD51 단백질과 상호작용해 복제 스트레스를 겪고 있는 DNA쪽으로 RAD51 단백질을 데려와 복제 재시작에 관여함을 의미한다는 게 연구팀의 설명이다.

이번 연구 결과는 ATAD5 단백질이 복제 스트레스 해소 작용을 통해 '암 억제 단백질'로서 기능을 하고 있다는 것으로 알 수 있다.

명경재 단장은 "ATAD5 단백질이 DNA 복제 조절뿐만 아니라 DNA 복제 스트레스 해소에도 관여한다는 새로운 사실을 밝혔다"며 "암 발생의 주요 원인인 복제 스트레스를 조절하는 작동원리 규명을 통해, 향후 암 치료제 연구와 개발로 나아갈 수 있을 것"이라고 말했다.
 
이번 연구성과는 네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 11.878)16일 오후 7시(한국시간) 온라인 판에 게재됐다.