단백질 결정학을 통해 확인한 UdgX·DNA 공유결합

국내 연구진이 새로운 유전자(DNA) 복구 시스템 존재를 시사하는 연구 성과를 발표했다.

한국생명공학연구원은 우의전 질환표적구조연구센터 박사팀이 세포 내 돌연변이 DNA 복구 효소 중 특이한 활성을 보이는 신규 단백질 효소 기능을 규명했다고 21일 밝혔다. DNA는 지속해서 자외선·방사선·활성산소 등 외부 공격을 받는다. 때로는 돌연변이를 일으켜 암이나 유전질환 같은 문제로 이어진다.

모든 생물체는 기본적으로 돌연변이를 원래 상태로 복구하기 위한 시스템을 보유하고 있다. UDG 단백질 효소의 역할은 이 부분에 있다. 유전자 내 돌연변이 발생을 방지하는 기능을 지닌다. DNA 안에서 빈번하게 일어나는 주요 염기 변이를 인식하고 제거한다. 바꿔 말하면 UDG 단백질은 기본 생명 유지에 필수적인 방어 수단이라고 볼 수 있다.

연구팀은 인도 연구진과의 공동 연구를 통해 미생물로부터 신규 UDG 단백질 한 종류인 'UdgX'를 최근 새로 발견했다. 이 단백질이 DNA 우라실 염기를 인식하고 강력한 공유결합을 한다는 것을 실험을 통해 함께 확인했다. 이번 성과는 세포 유전자 복구 작용 과정에 있어서 이전에는 알려지지 않았던 새로운 경로가 존재할 가능성을 시사한다고 연구팀은 설명했다.

우의전 박사는 "UDG 효소 계열 중 그간 보고되지 않은 신규 활성 UdgX 분자적 구조를 규명한 것"이라며 "독특한 생화학적 메커니즘을 함께 제시했다"고 말했다.

신규 기능 단백질은 앞으로 돌연변이로 유발되는 암세포 치료 연구와 크리스퍼 염기교정 유전자가위(Base Editor) 등에 응용될 수 있을 것으로 연구팀은 내다봤다.

성과를 담은 논문은 생물학 분야 국제 학술지 '네이처 케미컬 바이올로지'(Nature Chemical Biology) 17일 자에 실렸다.

이세경 기자 seilee@metroseoul.co.kr

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