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건강

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방사선 치료: 암세포의 단백질 복구 매커니즘에 대한 연구

<KISTI의 과학향기> 제3248호

한 국제 연구팀이 방사선 치료에 저항하는 암세포 연구를 위해 결정학(crystallography)을 응용하여 암세포들이 자신의 DNA를 복구하는 분자 댄스(molecular ballet)의 첫 순간을 사진에 담았다. 동 연구에는 CEA, CNRS, SOLEIL, Paris-Sud대학, Gustave Roussy, Aix-Marseille 대학 및 Paul Sabatier-Toulouse III 대학이 참여했으며, 연구논문은 자연 구조 및 분자 생물학(Natural Structural & Molecular Biology)지에 게재되었다.
 
방사선 치료는 암 치료에 있어 중요한 방식이다. 방사선치료는 환자 두 명 중 한 명 꼴로 실시되며, 동 치료방식에 사용되는 방사선은 DNA를 파편화하여 암세포를 파괴한다. 그러나 일부 암세포의 경우, 파편화된 DNA를 복구하여 치료에 저항하는 경우가 있다. 이러한 암세포에 대한 방사선 치료 효과를 높이기 위해, 이러한 복구 메커니즘에 대한 선행 연구가 필요했다.
 
방사선에 노출된 세포의 단백질 복합체는 고리 모양의 단백질인 구(Ku) 주위에 모이며, 이 구는 DNA 균열 말단부를 신속하게 둘러싼다. 이와 같은 움직임(ballet)을 통해, 균열이 생긴 DNA 말단부가 복구된다.
 
연구팀은 APLF 및 XLF를 포함하여 단백질 구와 함께 작용하는 두 단백질을 분석하여 분자 댄스의 첫 단계를 밝혀냈다. 연구팀은 X-ray 결정학을 이용하여 원자 수준의 단백질 복합체를 관찰하였으며, Ku/APLF와 Ku/XLF 사이의 상호작용에 관한 스냅샷을 생성하는데 성공했다. 이 사진들을 통해 두 단백질이 서로 다른 방식으로 단백질 구와 접촉한다는 사실이 처음으로 밝혀졌다. 연구팀은 만약 이 단백질들의 위치가 변한다면 DNA가 더 이상 복구되지 않으며 방사선에 노출된 세포는 살아남을 확률이 낮아질 것이라고 설명했다.
 
동 연구는 장기적으로, DNA 균열 복구 결정(結晶) 사이의 접점에 대한 지식을 통해 이 지점들을 조절할 수 있는 새로운 분자 개발로 연결될 수 있다. 이 같은 분자는 암세포의 복구 메커니즘을 차단하여 방사선 치료를 강화하는 데 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

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