종양유전자 ‘촉진·억제’ 스위치로 정밀 제어…새 항암치료 가능성

김경규 성균관대 교수, DNA·RNA 4중나선 매듭 표적
종양유전자 발현 조절...맞춤형 환자별 항암치료 기여

DNA·RNA의 구아닌 4중 나선 매듭구조에 의한 종양유전자(BCL3)의 발현조절 개념도. 김경규 교수 제공

국내 연구진이 다양한 암에 과발현돼 암세포 성장과 전이를 촉진하는 종양 유전자의 발현 원리를 규명했다. 앞으로 환자별 맞춤형 항암 치료의 새로운 전략 수립에 기여할 전망이다.

한국연구재단은 김경규 성균관대 교수 연구팀이 DNA와 리보핵산(RNA)의 구아닌 4중 나선(G4) 매듭 구조가 종양 유전자 ‘BCL3’ 발현을 켜고 끄는 스위치처럼 작동한다는 사실을 확인했다고 1일 밝혔다.

구아닌 4중 나선 구조는 DNA 염기 중 구아닌(G)이 연이어 있는 영역에 형성되는 DNA 4중 나선구조로, 특정 부위에서 G4 구조가 발견되는데, 유전자 발현 조절 등에 관여한다.

BCL3는 유방암, 대장암, 림프종 등 다양한 암종에서 과발현돼 암세포 성장과 생존, 전이를 촉진하는 대표적인 종양 유전자다. 최근 이런 종양 유전자 발현 자체를 정밀 조절하는 접근법이 기존 화학·면역 요법을 보완할 새로운 암 치료 전략으로 주목받고 있다.

현재 DNA G4 매듭구조는 전사인자와 결합해 발현을 촉진한다는 사실이 보고되고 있지만, RNA G4의 조절 기전은 아직까지 밝혀지지 않았다.

연구팀은 DNA와 RNA의 G4 매듭구조가 전사인자 ‘SP1’과 결합해 BCL3 발현에 필수적인 전사응축체 형성을 각각 촉진(ON)·억제(OFF)하는 스위치로 작동하는 것을 확인했다. 구아닌 4중 나선구조는 유전자 스위치를 켜는 ‘ON’ 스위치 역할을 하고, 반대로 전사 과정에서 만들어지는 RNA의 4중 나선구조는 유전자 발현을 멈추는 ‘OFF’ 스위치로 작동한다는 것이다.

연구팀은 또한 DNA·RNA G4 매듭에 결합하는 약물 실험을 통해 BCL3 발현이 증가하거나 감소함을 확인하고, 종양 유전자 발현을 선택적으로 조절할 수 있음을 증명했다.

이는 환자별 DNA·RNA G4 매듭을 표적으로 해 종양 유전자 발현을 정밀 제어하는 맞춤형 항암치료 전략 마련의 중요한 기반이라고 연구팀은 설명했다.

김경규 성균관대 교수는 “앞으로 후속연구를 통해 BCL3뿐 아니라 다른 종양 유전자와 염증성 질환, 신경 질환에도 확대 적용할 수 있는지를 검증할 계획”이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 ‘핵산연구’ 지난달 30일 온라인에 실렸다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr