국내 연구진이 암과 천연두 등의 질병 관련 유전자를 제어한다고 알려진 ‘왼나사 방향 Z형 DNA구조’의 형성원리를 세계 최초로 밝혀냈다.
홍석철 고려대학교 물리학과 교수팀은 8일 왼나사 방향 Z형 DNA구조가 세포 내에서 그간 알려진 것보다 용이하게 생성될 수 있고, 일반적 DNA 구조인 B형 DNA가 Z형으로 전이하는 과정의 움직임 관찰에 성공했다고 밝혔다.
Z형 DNA구조는 일반 B형 DNA와 반대 방향의 나선 구조를 갖는 특이한 DNA 구조다. Z형 구조의 DNA가 세포 내에서 다양한 생명 현상에 관여하고 특히 암이나 천연두 유전자 발현에 관여한다는 것은 이미 밝혀진 사실이지만, Z형 구조 형성의 에너지·열역학적 특성과 움직임 양상은 베일에 쌓여 있었다.
홍 교수팀은 개별 DNA분자의 특성을 제어하고 관찰할 수 있는 기술을 최초로 개발해 DNA의 나노 수준 구조 변화를 실시간으로 관찰한 결과 일반적으로 Z형 DNA 형성에 필요하다고 알려진 초나선도보다 4~6배 적은 초나선도가 존재할 때도 구조 변화가 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 또 B형과 Z형의 구조 변화를 실시간으로 관찰해 오랜 기간 밝혀지지 않았던 동력학적 특성을 최초로 규명했다. 이 두 결과로 Z형 DNA가 형성되는 구체적인 메커니즘의 정보를 얻어냈다.
홍 교수팀의 이번 연구 결과는 미국국립과학원 회보 온라인판 1일자에 게재됐다.
황태호기자 thhwang@etnews.co.kr