뉴욕 마요클리닉 연구자들의 실험 결과가 Science에 주요 이슈로 게재되었다. 이들 연구가 중요한 것은, 암 연구 중요 관건이 되어온 다음의 질문에 대한 실마리를 찾을 수 있기 때문인데, ‘세포주기(cell cycle)는 어떤 방식으로 조절, 작동되는가?’라는 의문이 그것으로, 관련 메커니즘을 규명한 것이다.

세포가 재생산되는 복잡하고도 자연스런 과정이 세포 주기(cell cycle)인데, 뉴욕의 마요클리닉 센터 연구자들이 이번에 규명한 것은, BRCA1 tumor suppressor gene (유방암을 유발하는 비정상적 질병 세포를 억제해 줄 수 있는 유전자)라고 불리우는 유전자를 조절하는 세포 주기와 연관된 분자 단위에서의 상세한 메커니즘을 밝힌 것이다. 이들이 해당 유전자에 관심을 가진 이유는, 유전적으로 후손에게 전해지는 유방암의 50% 가량 이상이 관련 세포의 성장 시 변칙 또는 변이가 발생하여 유발된다고 추정되어 왔기 때문이다. 연구자들은 특정 종류의 생화학적 변이가 정상적 세포주기를 방해한다고 간주했고, 이로 인해 BRCA1이라는 유전자에 변형, 즉 유전자 변이가 발생한다는 가설을 세웠다. 가설의 신빙성을 검증하기 위해 실험을 한 결과. 타당성 있음으로 판명난 것. 대표 연구자 중 하나인 첸(Chen) 박사의 설명;

‘유방암과 관련된 유전자가 있다고 칩시다. 만일 이런 유방암 유전자에 변이가 생기면, 그것으로 끝나는 것이 아니라, 해당 변이가 또 다른 변이를 촉발하게 된다고 저희는 이해하고 있는 것이죠. 그것도 유방암 유전자을 가진 당신이 죽을 때까지 그런 변이는 전파/증폭될 것이고, 이로 인해 결국 유방암이라는 질환이 생겨날 위험도는 평생을 두고 증폭되는 것입니다. 따라서, 저희는 그런 맥락의 뒷편에 숨어 있는 메커니즘들을 분자 레벨에서 규명하려 한 것입니다.’

‘이제 유방암의 유발 원인에 대한 본질적 발명 인자 하나를 알게 되었으므로, 암을 유발하게 되는 세포 주기, 다시 말해 암이 전파되어 가는 세포의 변이 및 세포 증식 등의 과정을 더 깊이 이해하고 관련된 인자를 차단하는 데 우리 연구 결과가 활용될 수 있을 것입니다. 결국, 유방암이 유발되는 세포 주기상의 경로를 차단해야 병이 생기지 않게 할 수 있다는 얘기죠.’

과학의 언어로 위 설명을 표현해 보면,

‘BRCA1이라는 유전자와 관련이 있는 단백질을 활성화 시키기 위해서는 특정 세포-주기 단계에서 포스포릴레이션(‘체내 인과의 화합작용, phosphorylation, fos-for-a-LAY-shun) 이라고 불리우는 특정한 생화학적 변이가 요구된다. ‘
고 쓸 수 있다고 한다.

이해의 편의를 돕기 위한 생물학적 기초 정보
유전자, 또는 유전체(gene)라고 하는 것은 잘 알려져 있는 바와 같이 DNA 분자들의 줄(string) 모양으로 얽혀 있는 생물체의 단위이다. 이들은 세포 핵 안에 있는 염색체(chromosome, 흔히 게놈이라고 알려진 genome 이라는 용어도 유전체의 gene과 염색체의 chromosome을 합성하여 만든 용어) 상에서 발견되는데, DNA를 컴퓨터에 비유하자면, 컴퓨터가 운용되기 위해 필수적이라고 할 수 있을 하드 드라이브에 대별될 수 있는 것이 DNA라고 한다. 즉, 매우 중요한 생명체에 관한 정보가 저장되어 있는 곳이 DNA이고 세포 안의 세포핵 상에 위치하고 있다는 것. 컴퓨터가 쓸 모 있으려면, 운영 체계 상에 적당한 프로그램을 설치해 주어 그 프로그램을 실행시켜야 하듯이, 생명체의 정보를 저장하고 있는 DNA가 자신의 정보를 유용하게 써 먹기 위해 RNA라고 하는 프로그램을 돌리게 되는 것.

그러면, 이 RNA라는 프로그램은 필요한 여러 부산물을 만들어 내게 된다. 마치 컴퓨터 상의 프로그램 실행이 제대로 작동하면 깔끔한 계산 결과를 얻게 되는 것과 같은 맥락. 이때 등장하게 되는 것이 단백질(protein)이라고 하는 너무나도 중요한 물질인데, 모든 생명체가 제대로 기능을 발휘하려면 단백질이 있어야 한다. 따라서, 마요 클리닉 연구자들이 관심을 가진 대상도 실상 유방암과 관련이 있는 단백질이었던 것.

단백질이 제대로 작동하려면, 이들이 활성화되어야 하는데 그 방법은 자신과 다른 단백질 파트너에 달라 붙는 길. 즉, 마요 클리닉 연구팀은 BRCA1이라고 하는 특정한 종류의 단백질 코드에 관해 연구한 것이고, 그것을 BRCT-도메인 단백질이라고 부른 것. 이 연군의 임상적 의미는 유방암 유발을 억제하는 치료법의 개발에 박차를 가할 수 있게 된 것이다.

관련 URL) Mayo 클리닉 해당 홈페이지

Scieng 심준완