30만종 화학물 검사 연구 결과
4주간 생쥐실험 대장암 발병 없어
정상세포 주기조절 활성에도 기여
세계적 학술지 갠서 리서치 게재
기초과학연구원 유전체 항상성 연구단 명경재 단장(UNIST 생명과학부 특훈교수·사진) 연구팀이 틀린 짝 복구 결함으로 생긴 암세포를 선택적으로 사멸시킬 수 있는 물질, ‘바이칼레인’(Baicalein)을 발견하는 데 성공했다.
이로써 바이칼레인을 활용해 향후 대장암을 비롯해 DNA 틀린 짝 복구 결함으로 발병하는 다양한 암 치료에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
연구진은 DNA 복제 및 손상복구 관련 연구를 위해 미국 보건원이 공개하고 있는 약 30만 종의 화합물을 검사, 약 300개의 유효물질을 찾아내 연구한 결과, 바이칼레인의 이런 효능을 확인했다고 밝혔다.
연구진은 DNA 틀린 짝 복구 결함으로 인한 암세포와 정상세포에 모두 바이칼레인을 처리해 세포 내 바이칼레인의 작용 기작을 관찰했다.
연구진은 “암세포에 바이칼레인을 처리한 경우, 그렇지 않은 경우에 비해 XPF라는 절단효소가 DNA를 자를 확률이 훨씬 높아지고, 결국 이중 나선이 절단돼 암세포의 사멸로 이어진 것을 확인했다”고 밝혔다.
연구진은 대장에서 DNA 틀린 짝 복구 결함이 생기도록 유전자 변형한 생쥐를 이용해 4주간 실험한 결과, 일반 음식을 먹은 생쥐들이 틀린 짝 복구 결함으로 인한 대장암에 걸린 반면, 바이칼레인을 음식에 섞어 먹인 생쥐들은 대장암이 거의 발병되지 않다는 것을 확인했다.
또 정상세포에 바이칼레인을 처리한 경우 DNA 손상을 회복시키는 MutS단백질이 DNA 염기쌍 오류 부위에 결합한 바이칼레인을 인식, 세포 주기를 일시 정지시키는 시스템인 확인점을 활성화시키는 것을 발견했다.
DNA 손상 부위가 교정될 시간이 확보되기 때문에 바이칼레인이 있음에도 세포가 사멸하지 않고 살 수 있다는 것이다.
연구진은 바이칼레인을 통해 정상세포에서 DNA 염기쌍 결함 오류는 틀린 짝 복구 과정 외에도 확인점의 활성에 기여한다는 사실을 새롭게 밝혀낸 것이다.
바이칼레인은 DNA 틀린 짝 복구 결함으로 생긴 암세포의 선택적인 사멸을 유도할 뿐만 아니라 정상세포의 세포 주기를 조절하는 확인점 활성에 기여할 수 있어 생물학적·의학적 가치가 높다.
본 연구결과는 암 생물학 분야 세계적 학술지인 캔서 리서치(Cancer Research, If 9.329) 온라인 판에 미국 동부시간으로 지난 4일 게재됐다.