KPI뉴스 - UNIST "세계 최초, DNA 복제서 발생하는 현상 실시간 관찰"

  • 맑음고흥21.4℃
  • 맑음영덕21.5℃
  • 맑음임실18.0℃
  • 맑음대관령15.5℃
  • 맑음고창군19.9℃
  • 맑음영주18.2℃
  • 맑음산청18.9℃
  • 맑음부산22.6℃
  • 맑음보성군20.7℃
  • 맑음울진22.1℃
  • 맑음추풍령18.2℃
  • 맑음전주21.8℃
  • 맑음영천21.2℃
  • 맑음동해22.8℃
  • 맑음철원16.7℃
  • 맑음북춘천17.8℃
  • 맑음인제16.1℃
  • 박무인천18.8℃
  • 맑음홍천17.1℃
  • 맑음동두천18.7℃
  • 맑음청주20.1℃
  • 맑음목포20.5℃
  • 구름많음서귀포23.6℃
  • 맑음합천18.9℃
  • 맑음고창20.4℃
  • 맑음밀양20.4℃
  • 맑음울릉도22.1℃
  • 맑음대전20.3℃
  • 맑음문경19.8℃
  • 맑음장수17.7℃
  • 맑음광주20.5℃
  • 맑음순창군18.5℃
  • 맑음청송군19.1℃
  • 맑음제천17.2℃
  • 맑음거창18.1℃
  • 구름많음제주21.7℃
  • 맑음파주17.0℃
  • 맑음충주18.6℃
  • 맑음거제21.8℃
  • 맑음세종19.4℃
  • 맑음봉화16.6℃
  • 맑음울산21.3℃
  • 맑음여수20.6℃
  • 맑음수원17.7℃
  • 맑음보은17.5℃
  • 박무흑산도21.1℃
  • 맑음성산23.2℃
  • 맑음완도20.3℃
  • 맑음대구21.1℃
  • 맑음이천18.6℃
  • 구름많음남원18.9℃
  • 맑음정선군14.5℃
  • 맑음해남20.9℃
  • 구름많음고산20.3℃
  • 맑음속초21.5℃
  • 맑음강진군20.6℃
  • 맑음순천19.3℃
  • 맑음의령군20.1℃
  • 맑음통영21.7℃
  • 맑음김해시21.9℃
  • 맑음영월15.7℃
  • 맑음포항21.5℃
  • 맑음원주19.4℃
  • 맑음의성19.4℃
  • 맑음장흥20.5℃
  • 맑음구미21.9℃
  • 맑음정읍19.9℃
  • 맑음진주19.5℃
  • 맑음북부산22.3℃
  • 맑음북강릉22.6℃
  • 맑음양산시22.8℃
  • 맑음진도군20.0℃
  • 맑음광양시21.7℃
  • 맑음보령19.9℃
  • 맑음금산19.7℃
  • 맑음서청주19.2℃
  • 맑음안동19.2℃
  • 맑음서산18.6℃
  • 맑음상주20.3℃
  • 맑음부여16.9℃
  • 맑음창원22.2℃
  • 맑음태백16.8℃
  • 맑음부안20.2℃
  • 맑음함양군19.3℃
  • 맑음강릉22.4℃
  • 맑음군산19.9℃
  • 맑음경주시21.8℃
  • 맑음천안18.4℃
  • 맑음양평17.6℃
  • 맑음백령도19.6℃
  • 맑음남해21.3℃
  • 맑음홍성19.8℃
  • 맑음영광군20.3℃
  • 맑음강화19.2℃
  • 맑음춘천18.0℃
  • 맑음북창원23.3℃
  • 박무서울18.9℃

UNIST "세계 최초, DNA 복제서 발생하는 현상 실시간 관찰"

최재호 기자
기사승인 : 2023-11-30 08:28:33
이자일 교수팀, 분자 이미징으로 DNA 복제-각종 충돌 현상 규명
각종 질병의 원인 '알룹'의 역할 밝혀…저명한 국제학술지에 게재

DNA 복제를 실시간으로 이미지화할 수 있는 기술이 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다. DNA 복제와 관련된 문제를 해결해 각종 질병 치료에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

 

▲ 왼쪽부터 이자일 교수,강유진 연구원, 맨 오른쪽이 제1저자 김수빈 연구원 [울산과학기술원 제공]

 

UNIST(총장 이용훈)는 생명과학과 이자일 교수팀이 단분자를 시각적으로 이미지화하는 'DNA 커튼' 기술을 사용해 DNA 복제 과정을 실시간 이미징했다고 30일 밝혔다.

 

세계 최초로 DNA 복제와 알룹(R-loop) 또는 전사 단백질과의 충돌을 직접 관찰, 분자생물학의 오랜 숙제였던 '복제-전사'와 '복제-알룹' 충돌 과정의 비밀을 밝힌 것이라고 울산과기원은 전했다.

 

DNA 복제는 유전정보를 다음 세대로 전달하는 핵심적인 과정이다. 하지만 DNA가 포함한 유전정보를 읽어 RNA로 바꾸는 '전사' 과정이나 불완전한 전사에 의해 발생하는 알룹과의 충돌 때문에 그 과정이 멈추게 된다. 이런 현상을 'DNA 복제 스트레스'라고 말한다. DNA 복제 스트레스는 다양한 암, 신경 질환, 노화 등 질병의 원인이 된다. 따라서 질병을 예방하거나 치료하기 위해서 복제-전사 및 복제-알룹 충돌에 대한 이해가 필요하다.

연구팀은 단분자 이미징 기술인 'DNA 커튼'을 활용했다. 첨단 바이오기술에 활발하게 사용되는 세균 바이러스인 Phi29 DNA 폴리머라아제에 의한 DNA 복제 과정을 실시간으로 이미징하고 전사와 알룹과의 충돌을 관찰했다. 

 

하나의 알룹이 DNA의 복제를 멈춰 DNA 복제 스트레스를 유도할 수 있다는 것을 실험적으로 증명했다. 알룹에서 단백질 합성에 필요한 RNA를 제거할 경우 멈춰진 복제가 다시 진행돼 복제 스트레스가 해소될 수 있다는 것 또한 확인했다.

연구팀은 염색체 끝부분인 텔로미어에서 생성되는 알룹과의 충돌도 관찰했다. 텔로미어는 DNA 복제가 반복되면서 짧아져 생명체의 수명이나 노화와 밀접하게 관련 있다고 알려져 있다. 사람의 텔로미어에는 사중 나선구조(G-quadruplex)가 형성되는데, 이 사중 나선구조에 의해 알룹에서 DNA 복제가 더 높은 빈도로 멈춘다는 것을 드러났다.

 

이자일 생명과학과 교수는 "DNA 복제는 생명 현상의 근원이고, 본 연구는 DNA 복제와 전사 및 알룹과의 충돌을 세계 최초로 실시간으로 형광이미징 했다"며 "'복제-전사 충돌'이라는 분자생물학의 오래된 문제에 대한 직접적인 해답을 제시한 것이 인정을 받은 것 같다. 앞으로 이 기술을 사람의 DNA 복제와 전사 연구에 응용하고 싶다"고 말했다.

이번 연구는 DNA와 RNA 같은 핵산과 관련된 연구로 저명한 국제 학술지 Nucleic Acids Research에 11월 22일자로 온라인 공개됐다. 연구 수행은 삼성미래기술육성재단 과제, 과학기술정보통신부 한국연구재단이 추진하는 기초과학연구실 지원사업의 지원으로 이뤄졌다.

 

▲ DNAp와 알룹의 충돌 과정 [울산과기원 제공]

 

KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]