110년에 풀린 '핵 얼룩' 비밀…획기적인 항암 치료제 개발 기대감

신비의 베일에 싸였던 세포핵 소체가, 암 억제 단백질 p53의 특정 유전자 그룹 조절에 핵심 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 이 발견은 암에 대한 이해 증진을 넘어서 획기적인 암 치료법 개발로 이어질 수 있다는 기대감이 나온다.

미국 펜실베이니아 의대의 셸리 버거 세포·발달 생물학 교수 연구팀은 5일(현지 시각) 국제학술지 `몰레큘라 셀(Molecular Cell)`에 관련 논문을 발표했다.

논문의 수석저자를 맡은 버거 교수는 "핵 얼룩이 유전자 발현의 핵심 조절자 역할을 한다는 게 확인됐다"라면서 "이는 암에 대해서도 어떤 역할을 한다는 걸 시사한다"라고 말했다. 이렇게 `지방 코팅`을 거친 암세포는 산화 스트레스를 잘 견뎌 멀리 떨어진 부위에 전이할 확률이 높다.

`핵 얼룩(nuclear speckles)`은 포유류의 세포핵 내에 존재하는 `이어 맞추기 인자(splicing factor)` 항체로, 유전자의 DNA를 전사해 단백질 생성 정보를 가진 `전령 RNA`로 만드는 데 필요한 주요 분자들이 들어 있다.

핵 얼룩이 처음 발견된 건 1910년으로 111년이 지났지만, 정확한 기능과 제어 메커니즘을 확인하는 데까진 이르지 못했다. 하지만 버거 교수팀은 핵 얼룩 연구의 기술적 난점을 상당 부분 극복한 것으로 평가된다.

우선 p53이 특정 유전자 그룹의 발현도를 높이는 과정에서 핵 얼룩이 결정적 역할을 한다는 걸 확인했다. p53는 `마스터 스위치`처럼 유전자 활성화를 폭넓게 제어하는 `전사 인자(transcription factor)` 단백질이다.

p53이 특정 유전자 그룹에 이런 작용을 하려면 핵 얼룩을 거치는 과정이 필요했다. 표적 유전자들이 포함된 DNA와 핵 얼룩은 p53의 제어를 받아 한데로 모였는데 이 과정에서 둘 사이가 가까워지면 유전자 전사 수위가 급상승한 것으로 확인됐다.

특히 p53의 제어를 받는 표적 유전자 가운데 핵 얼룩을 통해 활성화한 것들은 암세포의 성장 중지, 암세포의 프로그램 사멸 등 항암 기능에 관여할 가능성이 훨씬 높았다.

p53은 유전자의 항암 신호를 조절하는 핵심 단백질이지만, 두 개의 암 가운데 하나꼴로 그런 기능이 교란되는 것으로 알려져 있다. 일부 암에선 p53가 돌연변이를 일으켜 암 억제 기능을 상실하고 암 종양의 성장을 앞장서 부추긴다고 본다.

연구팀은 암의 성장을 자극하는 돌연변이 p53의 유전자 제어에 핵 얼룩이 어느 정도 관여하는지 연구 중이다. 버거 교수는 "우리의 가설이 맞는다면 p53과 핵 얼룩의 연계를 방해하는 항암 치료제를 개발할 수 있다"라면서 "이 연결 고리가 암의 아킬레스건이 될지도 모른다"라고 말했다.

(사진=미 UTSW(텍사스대 사우스 웨스턴 메디컬 센터))