염색체 이상에 의한 암, 유전질환 등의 원인을 규명할 수 있는 단서가 국내 연구진에 의해 규명돼 주목된다.
7일 미래창조과학부에 따르면 성균관의대 분자세포생물학교실 이창우 교수와 김현수 박사(제1저자) 팀은 미래부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터지원사업 등의 지원으로 인간세포 분열 시 복제된 염색체의 분리 과정에 대한 자세한 조절기전을 밝혀냈다.
특히, 이번 성과는 세포분열 과정에서 염색체 이상으로 인해 유발될 수 있는 암이나 다운증후군 등의 다양한 질환들에 대한 발병 기전을 이해하는 데에 기여할 것으로 전망된다.
연구팀에 의하면 생물의 성장이나 발달을 위해선 세포분열이 필수적이며, 세포분열 시 핵 안의 염색체가 2배로 복제된 후, 2개의 딸세포로 분리되는 과정이 정밀하게 제어돼야 유전정보가 정확하게 전달될 수 있다.
염색체 복제과정 조절에 있어서 코헤신(cohesin, 세포주기 동안 염색체 접합과 분리 조절을 담당하는 고리모양의 단백질 복합체)이라는 거대 단백질 복합체가 관여하는 것으로 알려져 있지만, 대부분 효모(yeast)에서 증명됐고, 인간세포에서의 정확한 기전을 밝히는 데에는 한계가 있었다.
연구팀은 세포분열과정에서 복제된 염색체를 결합하고 분리시키는 과정에 작용하는 새로운 단백질 Ssu72를 발굴하고, 이 단백질이 발암 유전자이자 단백질인 Aurora B와 상호작용함을 밝혀냈다.
연구팀은 이 Ssu72가 복제과정을 조절하는 코헤신 단백질에 작용하는 탈인산화효소(타깃 단백질에 결합된 인산기를 제거하는 단백질)임을 밝혀내고, 세포 내에서 Ssu72를 억제시키거나 변형시키면 복제된 염색체가 비정상적으로 빠르게 분리되는 것을 확인함으로써 복제된 염색체를 결합시키기 위해선 Ssu72가 필수임을 알아냈다.
또한 세포 유사분열기에서 매우 중요하다고 알려진 Aurora B가 인산화효소(탈인산화효소와 반대로 타겟 단백질에 인산기를 전달하는 단백질)로 Ssu72에 작용하면, Ssu72의 기능인 탈인산화 활성도가 현저하게 낮아짐을 알아냈다.
염색체 분리과정에서의 오류로 인한 염색체 이상은 암이나 다운증후군 같은 유전질환 등으로 이어질 수 있는데, 이번 연구성과는 세포분열 시 복제된 염색체의 결합 및 분리가 Ssu72의 탈인산화 활성에 의해 조절됨을 밝힘으로써 향후 이러한 질병 원인규명이나 치료제 개발 등에 중요한 자료로 활용될 것으로 예상된다.
이창우 교수는 "연구초기부터 염색체 결합 및 분리 기전에 관심이 많았고, 난제로 남아있던 인간세포에서 복제된 염색체가 결합·분리되는 새로운 작용기전을 밝혀 기쁘다"며, "향후 염색체 이상 질환 환자들에게 실질적으로 도움이 될 수 있도록 꾸준히 연구하겠다"고 밝혔다.
한편 이 같은 내용의 연구성과는 세계적 연구학술지인 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)지 10월 23일자 온라인 판에 실렸다.
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