[표지로 읽는 과학] 녹색 형광빛으로 보는 DNA 접힘 구조

네이처 제공

국제학술지 ‘네이처’가 29일 녹색 형광빛이 나는 DNA 모방체 이미지를 표지에 실었다. 왼쪽 상단에는 ‘빛나는 예시’라는 문구를 기입, 형광물질을 이용해 DNA의 정교한 구조를 모방했음을 나타냈다. 

루이스 파살라카 미국 국립보건원(NIH) 연구원 연구팀은 ‘녹색 형광 단백질(GFP) DNA 모방체를 이용한 정교한 3D 아키텍처’라는 논문을 21일(현지시간) 네이처에 발표했다. GFP는 형광을 발현해 관찰을 하기에 용이한 물질로, 독성이 없다는 점에서 유전자 발현을 조사할 때 많이 사용한다.  

RNA 분자는 매듭을 만들고 풀며 스스로 복잡한 3D 구조를 만드는 것으로 잘 알려져 있다. 반면, DNA 분자는 단백질이나 RNA 도움 없이 스스로 3차원 접힘 구조를 만들 수 있을지 불분명했다. 

이를 확인하기 위해 연구팀은 GFP의 DNA 모방체를 사용했다. 레터스(Lettuce)라는 이 DNA 모방체는 형광물질에서 형광을 유도한다. 연구팀이 X선 결정학과 극저온 전자 현미경을 사용해 레터스-형광단 복합체를 만들었다. 그 결과, 레터스가 특이한 방식으로 접혀 형광물질과 연결되고 형광을 유도한다는 점이 확인됐다. 연구팀은 DNA가 3차원 구조로 자가 조립할 수 있다는 점을 보여준 것이라고 설명했다. 

연구팀은 “DNA가 RNA와 상호작용 없이 정교한 3D 구조를 형성할 수 있다는 점을 보여줬다”며 “핵산 조직의 새로운 원리가 제시될 수 있을 것”이라고 말했다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]