우리나라 40대의 가장 큰 사망 요인은 암이라고 한다.현재까지 암은 치료가 거의 불가능하다.암은 유전자가 손상되면서 나타나는 대표적인 유전자 돌열변이 질병이다.유전자가 원래의 의도나 목적과는 전혀 다른 식으로 성장하면서 제 기능을 다하지 못하게 된다.이에 따라 신체의 보호 시스템이 망가져 목숨을 잃는다.
하지만 만약 이 손상된 유전자를 원래의 유전자로 회복시켜,본래의 기능을 수행할 수 있게 한다면 이와 같은 불치병은 단숨에 해결될 수 있을 것이다.그러면 가장 성숙기에 들어선 40대의 사망률이 낮아져 국가적인 차원에서도 경쟁력에 더 큰 보탬이 될 것이다.이처럼 양과 같은 유전자 질병의 치료를 가능하게 하는 연구를 진행하는 곳이 바로 손상 DNA회복 시스템 연구단이다.
자기복제 과정에서 돌연변이 발생
생명체의 유전자는 여러가지 요인으로 인해 다양한 손상을 입을 수 있고,생체 내에서 자발적으로 퓨린이 분리되는 반응에 의해 DNA의 염기를 잃는 손상이 하루에 1만번이나 발생할 정도로 그 빈도가 높다.퓨린은 DNA 구성원의 하나다.
이러한 유전자의 손상은 자기복제 과정에서 빈번하게 돌연변이를 발생시키게 되고,그 발생 위치에 따라 종양 세포의 발생,신호 전달 체계의 훼손,세포 주기의 비정상적인 조절,세포 사멸의 유도 등 세포의 기능에 심각한 문제를 양산하게 된다.
돌연변이는 정상적인 유전자와 구조가 다른데도 정상적인 유전자인 것처럼 계속 생성되면서 문제를 일으킨다.이유는 돌연변이가 정상적인 경우보다 구조적으로 안정되기 때문이다.한 예로 아데닌(A) 염기와 결합해야 하는데 구아닌(G)과 결합하면서 돌연변이가 발생되는데,구조적인 면에서는 오히려 이것이 더 안정해 돌연변이가 잘 발생한다.
그러나 세포는 이러한 문제를 예방하기 위해 DNA회복 과정을 통해 유전자의 여러가지 손상을 정상적으로 복구할 수 있다.따라서 세포 내에서의 돌연변이 발생은 유전자 회복 시스템의 활성과 긴밀한 관계를 맺고 있으며,돌연변이로 야기되는 생명체의 여러 문제점들은 손상된 유전자와 회복 시스템을 연구함으로써 해결될 수 있을 것이다.
이 연구단은 1990년대 초부터 DNA구조손상과 유전자변이,종양화의 상관관계에 대한 연구를 시작해 1995년 시스신 광생성물이 함유된 DNA 3차원 구조를 세계 최초로 발표했다.DNA손상에 돌연변이가 일어나는 단계를 알기 위해 꼭 필요한 3차원 구조연구 결과는 그 이전까지 전혀 없었는데,이 연구결과로 이 분야에 큰 돌파구를 열게 됐으며 최근 자외선에 의한 돌연변이 발생원인이 최초로 규명됐다.
원자수준에서 DNA와 단백질의 상호작용 규명
현재 창의적 연구진흥사업이 선정된 이 연구단은 유전자 손상에 따른 유전자의 구조변형과 이것과 결합하는 단백질의 특이성,다단백질 복합체에서 단백질 간의 상호작용에 의해 유전자 손상이 인식되고 회복된다는 가설을 가지고 DNA와 단백질의 상호작용을 원자수준에서 밝혀내고자 한다.
이 연구의 가치는 생명체 내에서 유전자 손상을 인식,회복시키는 메커니즘과 유전자 돌연변이가 일어나는 메커니즘을 이해하는데 있다.각종 암은 유전자의 손상으로부터 유발되는 경우가 많으므로 이 연구 결과를 이용해 개개인의 특성에 따른 암 유발 가능성의 진단 및 손상된 유전자의 회복을 촉진하는 새로운 의약기술의 개발이 가능해진다.이러한 암의 조기진단 시스템은 현재 항암 치료에 따르는 비용과 위험을 대폭 감소시켜 국민건강에 크게 기여할 수 있다.
연구단을 이끌고 있는 최병석 교수는"미국에서는 신규 암환자중 50%가 피부암이라는 1997년 통계가 있다.특히 백인들은 멜라닌이 적어서 피부암에 잘 걸린다"고 말하고,"자외선으로 인한 DNA손상 메커니즘의 규명 등 앞으로 9년 동안 기초과학연구로 피부암과 같은 유전자 손상 질병을 최소화시키는데 기여할 것이다"며 기초과학의 중요성을 강조했다.
연구교수 1명과 박사후연구원 1명,박사과정 4명,그리고 석사과정 학생 4명이 DNA,RNA,단백질구조 연구그룹으로 연구분야를 나눠 연구를 진행중이다.최근 창의적 연구진흥사업을 추진하면서 연구그룹을 새롭게 개편하고 있다.
