포스텍, 몸속 세포 활성화 비밀 밝혔다

김진수 교수팀 최초 성과

포스텍 수학과 김진수<사진> 교수는 미국 캘리포니아대 어바인(UC Irvine)·LA(UCLA) 캠퍼스와의 공동연구를 통해 몸속 세포 활성화의 비밀을 증명해냈다고 8일 밝혔다.

분열하는 세포의 염색체를 자세히 들여다보면 실에 돌돌 말린 구슬 형태가 쌓여 있음을 알 수 있다.

아주 얇고 긴 DNA가 단백질 핵을 감싸고 있는 것인데, 이 각각의 구슬 형태를 뉴클레오솜이라고 부른다. 뉴클레오솜의 활동 원리는 주로 시험관을 통해 연구돼, 실제 몸속의 ‘생생한’ 뉴클레오솜에 대해선 많이 알려진 바가 없었다.

연구팀은 신호 의존 전사 인자를 조정해 몸속 뉴클레오솜의 활동 원리를 밝히고자 했다.

세포 외부의 특정 신호에 의해 발현돼 DNA 특정 부위에 결합해 유전자의 전사에 관여하는 단백질인 ‘신호 의존 전사 인자’는 활성화되면서 뉴클레오솜의 특정 부위에 달라붙어 위치를 변화시키는 역할을 한다.

이때 연구팀은 뉴클레오솜의 움직임을 묘사하는 확률 모델을 개발, 여기서 얻은 데이터를 시간에 따라 관측된 실제 DNA 데이터와 비교했다.

그 결과 DNA가 단백질 핵을 감싸고 다시 푸는 과정은 시험관 연구 결과에 비해 상당히 느리게 진행되는 것으로 조사됐다. DNA 중에서도 협동성을 가진 DNA만이 확률 모델과 실험 결과가 일치하기도 했다.

또한 신호 의존 전사 인자가 뉴클레오솜의 정중앙이 아닌 가장자리에 가깝게 달라붙었을 때 위치가 가장 많이 바뀌었으며, 신호 의존 전사 인자가 진동하면 위치 변동성이 더욱 커지는 것으로 드러났다. 이 결과는 단백질 결합 위치에 따라 몸속 세포의 활동성이 달라진다는 사실을 확률 모델과 실험 결과를 함께 이용해 검증한 최초의 성과다. /이시라기자 [e-mail]