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‘장애물달리기 선수처럼’ DNA 손상 찾는 단백질 이동원리 밝히다

폴짝폴짝 뛰어넘는 움직임을 이용하여 유전질환 치료 도움 기대

장애물달리기 선수처럼 DNA 위를 폴짝폴짝 뛰어다니며 손상을 찾는 단백질의 이동원리가 밝혀졌다. 올란도 쉐러 IBS 유전체 항상성 연구단 부연구단장 연구팀은 울산과학기술원(UNIST)과 공동으로 ‘XPC-RAD23B’단백질의 움직임을 관찰하는 데 성공했다.

유전정보를 담고 있는 DNA는 자외선이나 유독물질에 의해 쉽게 손상된다. 손상된 DNA는 ‘뉴클레오타이드 절제 복구(Nucleotide Excision Repair, NER)’에 의해 빠르고 정확하게 원상 복구된다. 이 복구 과정은 다양한 단백질들의 상호작용과 함께 여러 단계에 걸쳐 진행된다. 이 중 가장 중요한 단계는 DNA 손상 부위를 탐색하는 것이다.

DNA 커튼 시스템의 모식도. 다수의 DNA가 나노 장벽 사이에 잘 배열되어 있으며, 형광체가 표지된 XPC-RAD23B를 넣어 DNA 위에서의 움직임을 형광 이미징으로 관찰한다.(출처 : UNIST)
▲ DNA 커튼 시스템의 모식도. 다수의 DNA가 나노 장벽 사이에 잘 배열되어 있으며, 형광체가 표지된 XPC-RAD23B를 넣어 DNA 위에서의 움직임을 형광 이미징으로 관찰한다.(출처 : UNIST)

XPC-RAD23B 단백질은 우리 몸속에서 DNA 손상을 탐색하는 역할을 한다. 하지만 어떻게 손상 부위를 찾는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않았다. 이번 연구에서는‘DNA 커튼’기술을 이용해 DNA 위에서 움직이는 XPC-RAD23B 단백질을 실시간으로 확인했다. DNA 커튼은 단백질과 DNA의 상호작용을 연구할 수 있는 첨단 기술이다. 수백 개의 DNA를 커튼처럼 펼친 후, 형광 이미징으로 DNA와 단백질 관찰 가능하다.

DNA 위를 움직이는 XPC-RAD23B 단백질을 형광 이미징으로 관찰했다.(출처 : UNIST)
▲ DNA 위를 움직이는 XPC-RAD23B 단백질을 형광 이미징으로 관찰했다.(출처 : UNIST)

연구진은 XPC-RAD23B 단백질이 DNA를 따라 움직이며 손상 부위를 확인한다는 것을 밝혔다. DNA 위의 다른 단백질을 피하기 위해 폴짝폴짝 뛰어다니는 것도 관찰했다. 현재 현미경 기법으로는 어려웠던 세포핵 내 DNA와 단백질의 상호작용을 보다 정확하게 관찰할 수 있는 토대를 마련한 것이다. 이를 통해 DNA 손상으로부터 유래하는 피부암, 색소성건피증 등 다양한 유전질환 치료도 가능해질 것으로 기대한다.

XPC-RAD23B가 DNA 위에서 손상 부위를 찾는 과정을 그린 모식도.(출처 : UNIST)
▲ XPC-RAD23B가 DNA 위에서 손상 부위를 찾는 과정을 그린 모식도.(출처 : UNIST)

연구결과는 국제학술지 뉴클레익 에시드 리서치(Nucleic Acid Research) 8월 3일자 온라인 판에 실렸으며, 중대한 발견(Breakthrough Article)으로 주목받았다.

IBS 커뮤니케이션팀
박인혜

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  • [울산MBC] DNA 손상 찾는 단백질 이동 원리 규명
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  • [경상일보] DNA 손상 찾는 단백질 이동원리, UNIST팀 규명
  • [울산매일신문] DNA 손상 찾는 단백질 이동 원리 규명… 유전질환 치료 도움 기대
  • [서울경제] UNIST·IBS, DNA 손상 찾는 단백질 원리 규명
  • [연합뉴스] 울산과기원, DNA 손상 찾는 단백질 이동 원리 규명
  • [아시아경제] DNA 위 뛰어다니며 손상 찾는 단백질 이동 원리 규명
  • [의학신문] DNA 손상 찾는 단백질 이동 원리 규명됐다
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    최종수정일 2019-01-30 19:14