대장조직에 암 발생을 억제하는 메커니즘이 숨겨져 있다는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다.
1일 미래창조과학부에 따르면 카이스트 바이오 및 뇌공학과 조광현 석좌교수는 송제훈 박사과정 연구원, 영국 암연구소 오웬 삼손 박사 연구팀, 아일랜드 연구소 보리스 콜로덴코 박사 연구팀과의 공동연구를 주도해 이같은 성과를 냈다고 연합뉴스가 전했다.
생명체는 손상된 조직을 스스로 복구할 수 있지만, 복구를 위해 세포를 분열하는 과정에서 암을 일으킬 수 있는 유전자 변이가 생기기도 한다.
특히 대장 점막에 있는 '장샘'은 세포분열 속도가 빠르고, 소화과정에서 생기는 독성물질의 영향을 받아서 유전자 변이 확률이 높다.
연구팀은 대장조직이 암을 억제하기 위해 유전자 변이로 발암 가능성이 높아진 세포를 장샘에서 빨리 내보낸다는 것을 알아냈다. 변이된 세포의 장샘 체류시간을 줄여 비정상적 세포분열을 억제하는 방어 메커니즘이 대장에 내재돼 있다는 것이다.
연구팀은 수학모델 시뮬레이션을 통해 이같은 사실을 규명했다. 또 생쥐를 모델로 한 실험에서도 시뮬레이션 결과를 확인했다.
유전자 변이로 '윈트신호전달'이 강화된 변이세포는 장샘의 위로 더욱 빠르게 이동하고, 장샘을 벗어나 장내로 배출되기 쉬운 것으로 나타났다.
윈트신호전달은 세포의 증식과 분화에 관여하는 신호전달 경로로 항상성 관리에서 중요한 역할을 한다. 세포 외부에서 윈트신호가 들어오면 베타카테닌을 분해해주는 복합체가 억제되면서 세포증식을 돕는 유전자가 발현되고, 세포증식이 일어난다.
유전자 변이로 윈트신호전달의 핵심회로인 베타카테닌이 분해되지 못하면, 축적된 베타카테닌이 세포증식을 활성화하고 세포의 접착력을 높인다. 비슷한 접착력을 가진 세포들이 모이려는 성질 때문에 결국 변이된 세포는 장샘에서 배출된다.
조 교수는 "다세포 생명체는 비성장적 세포변이가 발생해도 조직의 항상성을 유지하도록 정교하게 설계돼 있음을 규명한 것"이라며 "정보기술(IT)과 바이오기술(BT)를 융합한 시스템생물학 연구로 생명현상의 원리를 파악할 수 있음을 보였다"고 말했다.
미래부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원으로 수행된 이번 연구의 결과는 셀(Cell) 자매지인 '셀 리포츠'(Cell Reports) 온라인판 3월28일자에 게재됐다.
세계파이낸스 뉴스팀
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