손상된 DNA를 오류없이 복구하는 렉에이 단백질이 손상된 DNA에 결합했을 때 단백질의 구조가 변화하는 과정과 DNA가 복구될 때 일어나는 분자 수준의 현상들이 밝혀졌다. 이에따라 유전자 복구를 통한 노화, 암과 같은 질병 치료에 근원적인 단서를 제공할 수 있게 됐다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 서강대 김도석 교수 연구팀이 단분자분광 기술을 이용, 렉에이 단백질이 손상된 DNA에 결합했을 때 단백질의 구조가 변화하는 과정을 실시간으로 관찰했고, DNA가 복구될 때 일어나는 분자 수준의 현상들을 규명했다고 밝혔다.

연구 결과에 따르면, 렉에이 단백질은 ATP를 통해 얻은 에너지를 이용하여 DNA 상에서 움직인다. 렉에이 단백질의 이동은 DNA 염기서열에 크게 영향을 받으며, 특히 특정 염기서열에 맞춰지면 이동이 억제되어 유전암호를 정확히 읽어낼 수 있다.

연구팀이 활용한 단분자분광 기술은 두 형광분자 사이에서 에너지가 이동하는 현상을 기반으로 화학적 반응에 수반되는 개개의 분자의 역학적 움직임을 나노미터(nm) 규모에서 세밀하게 관찰할 수 있게 해준다.

김도석 교수는 “이 연구를 통해 렉에이 단백질 형성과 DNA 복구 과정을 보다 면밀히 규명해냈다”며, “유전자 복구를 통한 노화, 암과 같은 질병 치료에 근원적인 초석을 제공할 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구 성과는 국제학술지 사이언스 어드벤시즈(Science Advances) 최근 논문으로 게재됐다.

렉에이 단백질은 상동염색체 재조합 방법을 이용해 양가닥절단으로 손상된 DNA를 오류없이 복구하는데 렉에이 단백질의 도움이 없으면 다양한 독성물질, 자외선 등에 노출 시 세포가 대응할 수 없게 되고 각종 질병으로 이어지게 된다.

상동염색체는 하나의 세포안에 존재하는 동일한 크기, 모양을 가지는 한 쌍의 염색체로 렉에이 단백질은 손상된 DNA와 동일한 유전정보를 가지는 상동염색체를 찾아 서로간의 유전정보 비교 및 교환을 통해 복구를 진행한다.