[전문기술] 저산소 환경에서 암세포를 죽이는 데 관여하는 핵심 인자를 발견했다.

[전문기술] 저산소 환경에서 암세포를 죽이는 데 관여하는 핵심 인자를 발견했다.

 

 

한국생명공학연구원의 연구진이 국제학술지인 '핵산 연구'에 논문을 게재했다.

국내 연구진이 산소가 부족한 상황에서도 세포를 보호해주는 단백질을 찾아냈다. 저산소 환경에서 잘 자라는 암세포의 특성을 이용해, 앞으로 혁신적인 항암제 개발에 기여할 것으로 기대됩니다.

한국생명공학연구원의 김정훈 질환표적구조연구센터 연구원과 김정애 노화융합연구단 연구원 등이 참여한 연구팀은 산소 농도가 낮은 상태에서 세포가 생존할 수 있는 원리를 밝혀냈다고 발표했다. 이 연구 결과는 지난 달 10일, 세계적인 과학저널인 '핵산연구'에 게재되었습니다.

세포가 살아가는 데에 있어 산소는 없어서는 안 될 중요한 요소이다.
일반적인 대기의 산소 농도인 약 21%보다 낮은 저산소 환경에 노출된 세포는 살아남기 위해 분자 수준에서 재프로그램화를 진행하며, 환경 변화에 적응하지 못한 세포는 죽게 된다. 그중에서도 암세포는 체내 산소가 부족한 상태인 저산소 환경에 자주 노출되기 때문에, 이에 적응하기 위한 유전자 발현 조절 과정을 거쳐 더욱 끈질기게 살아남는다.

현재는 이러한 암세포의 저산소 적응 메커니즘을 억제하여 암세포를 제거하는 기술이 새로운 항암 치료법으로 주목받고 있다.
세포는 세포 내의 유전 물질이 물리적·화학적 변화로 인해 손상되면 죽게 된다.
유전체의 안전성에 관여하는 요소 중 하나는 세포의 핵 내부에서 DNA를 감싸는 역할을 하는 히스톤 단백질의 메틸화이다. 메틸화가 진행되면 히스톤 단백질의 구조가 변화되어 유전자 발현에 영향을 미친다.

연구팀은 저산소 상태에서 HMETE2라는 단백질의 활성화가 암세포를 죽이는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했다. 연구팀은 SETDB1 단백질이 종양 억제 유전자로 알려진 본히펠린다우(Von Hippel-Lindau, VHL)를 만나 세포 안에서 분해된다는 사실을 밝혀냈다.

이처럼 산소 농도가 감소하면 SETDB1 단백질과 VHL의 결합력이 약화되어 SETDB1 단백질이 증가하게 되는데, SETDB1 단백질의 증가를 억제하면 SETDB1 단백질에 의한 히스톤 메틸화가 제대로 일어나지 않아 비정상적인 유전자 발현이나 DNA 손상이 나타난다. 이와 함께, 특정한 자극으로 인해 유전체가 변형되고 세포의 죽음으로까지 이어질 수 있다는 것도 밝혀냈다.

연구진은 "암과 같은 저산소 적응성 질환을 효과적으로 제어할 수 있는 분자 표적을 찾은 것"이라며 "향후 SETDB1을 억제하는 혁신 신약 개발에도 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.