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

  • 흐림남원26.8℃
  • 구름많음이천25.4℃
  • 박무홍성25.8℃
  • 구름많음합천27.1℃
  • 흐림홍천25.4℃
  • 맑음성산26.7℃
  • 맑음고창25.8℃
  • 흐림서산25.0℃
  • 구름많음광주26.3℃
  • 구름많음완도26.3℃
  • 비백령도22.3℃
  • 맑음의령군27.7℃
  • 맑음목포25.8℃
  • 흐림군산25.8℃
  • 구름많음서청주25.7℃
  • 구름많음여수26.2℃
  • 구름많음고흥26.3℃
  • 흐림철원24.1℃
  • 흐림서귀포26.5℃
  • 흐림천안26.3℃
  • 흐림영월25.3℃
  • 구름많음속초30.4℃
  • 구름많음통영25.5℃
  • 구름많음고창군26.3℃
  • 흐림영주24.7℃
  • 흐림순창군26.0℃
  • 구름많음강화23.1℃
  • 흐림보은25.8℃
  • 흐림거창27.8℃
  • 비인천23.8℃
  • 흐림전주26.8℃
  • 흐림양평25.4℃
  • 구름많음광양시26.2℃
  • 맑음포항29.9℃
  • 구름많음경주시29.7℃
  • 구름많음남해26.8℃
  • 흐림인제25.7℃
  • 흐림제천24.4℃
  • 구름많음양산시27.3℃
  • 구름많음세종25.4℃
  • 구름많음밀양28.1℃
  • 흐림청주26.7℃
  • 흐림대구29.8℃
  • 구름많음해남25.6℃
  • 흐림충주26.3℃
  • 흐림청송군26.8℃
  • 흐림원주25.7℃
  • 흐림함양군28.5℃
  • 흐림정선군25.3℃
  • 구름많음울산27.5℃
  • 비북춘천25.4℃
  • 맑음김해시26.2℃
  • 흐림부산25.9℃
  • 구름많음의성25.5℃
  • 구름많음춘천25.2℃
  • 구름많음강릉30.1℃
  • 구름많음정읍26.6℃
  • 맑음북부산26.7℃
  • 흐림창원26.8℃
  • 흐림구미25.9℃
  • 흐림봉화24.8℃
  • 구름많음진주26.7℃
  • 흐림보령25.2℃
  • 맑음고산25.2℃
  • 맑음흑산도26.9℃
  • 비서울24.0℃
  • 구름많음보성군26.5℃
  • 흐림금산26.7℃
  • 구름많음수원24.4℃
  • 구름많음태백24.4℃
  • 비대전25.6℃
  • 안개울릉도24.0℃
  • 구름많음강진군26.2℃
  • 흐림울진24.9℃
  • 구름많음진도군26.0℃
  • 흐림동해27.2℃
  • 흐림상주26.0℃
  • 흐림동두천23.8℃
  • 흐림장수24.7℃
  • 흐림문경25.6℃
  • 구름많음안동25.3℃
  • 맑음영광군25.3℃
  • 흐림임실25.6℃
  • 구름많음부안26.5℃
  • 구름많음순천25.5℃
  • 구름많음영천28.2℃
  • 흐림영덕29.7℃
  • 구름많음산청26.8℃
  • 구름많음파주23.7℃
  • 구름많음북창원27.5℃
  • 흐림추풍령25.5℃
  • 구름많음대관령23.0℃
  • 구름많음거제25.8℃
  • 구름많음부여25.6℃
  • 구름많음북강릉29.7℃
  • 맑음장흥26.5℃
  • 맑음제주28.7℃

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]