Research Trend

피부 나이 되돌리는 방법 찾았다

기사입력 : 2012.12.04 11:31

강태홍 동아대 교수팀 연구성과

국내 연구진이 자외선과 흡연으로 손상된 DNA를 회복시켜 피부노화를 예방하는 방법을 찾았다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 강태홍 동아대 교수가 주도한 연구팀이 손상된 DNA를 잘라내고 건강한 DNA를 붙여 회복하는 세포 내 시스템인 'NER(뉴클레오티드-절삭 회복)'을 활성화해 피부노화를 늦추는 원리를 규명했다고 4일 밝혔다.

NER은 DNA를 정상적으로 회복시킬 수 있는 유일한 세포 시스템이다. NER에 이상이 생기면 손상된 DNA가 쌓여 궁극적으로는 노화와 암이 발생한다.

연구팀은 특정 효소를 이용하면 DNA의 손상을 인지하는 핵심 단백질인 'XPA'의 안정성을 조절하면 손상된 DNA를 복구할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 단백질 분해에 관여하는 효소인 'HERC2'와 단백질에 인산화 효소인 'ATR'을 조절, 전체적인 NER 회복 속도를 높이는 데 성공했다.

이 원리를 이용하면 NER 활성을 자유자재로 제어하고 피부노화와 피부암을 효과적으로 예방·치료할 수 있을 전망이다.

강 교수는 "이 연구로 피부노화를 늦추고 피부암의 치료 효과를 높일 가능성이 열렸다"고 설명했다.

이번 연구성과는 세계적인 과학전문지 '네이처'의 자매지인 '암 유전자(Oncogene)' 최신호에 실렸다.

(서울=연합뉴스)

원문보러가기: http://news.donga.com/3/all/20121204/51295576/1

【서울=뉴시스】송윤세 기자 = 국내연구진이 자외선과 흡연 등에 의해 손상된 DNA가 어떻게 회복되는지에 대한 원리를 밝혀 피부노화와 피부암을 효과적으로 예방·치료하는데 새로운 가능성을 열었다.

강태홍(38) 동아대 교수팀은 특정 효소(HERC2, ATR)가 DNA의 손상을 인지하고 확인하는 첫 과정에 관여하는 핵심 단백질인 XPA의 안정성을 조절해 자외선 등에 의해 손상된 DNA를 정상적으로 복구되도록 돕는다는 사실을 알아냈다.

연구성과는 세계 최고 과학전문지인 '네이처'의 자매지이자 암 연구 분야의 권위 있는 학술지인 '암 유전자(Oncogene)' 최신호(11월 26일자)에 발표됐다.

일반적으로 DNA 손상 회복에 관여하는 유전자(NER)에 돌연변이가 생기면 조로증, 피부암, 발달장애, 신경이상 등을 동반하는 유전질환(색소성 건피증 등)에 걸린다.

지금까지 자외선 등에 의해 손상된 DNA가 NER에 의해 정상적으로 회복된다는 사실은 알려져 있었다. 그러나 세포 내에서 이 회복과정이 어떻게 조절되는지에 대한 신호전달 체계와 세부 원리는 밝혀지지 못했다.

연구팀은 자외선에 의해 DNA가 손상되면 ATR이 XPA 단백질을 인산화시키고, HERC2에 의해 XPA의 분해가 억제됨에 따라 XPA의 안정성이 증가돼 결국 NER의 속도가 증가된다는 것을 확인했다.

여기서 ATR(DNA damage-dependent checkpoint kinase)은 DNA 손상 등을 포함한 복제 스트레스를 인식하고 손상 회복 단백질을 인산화시키는 효소이며, HERC2(E3 ubiquitin ligase, 헐크투)은 특정 단백질을 인식해 유비퀴틴화를 유도하는 유비퀴틴 연결효소다.

강 교수는 "이번 연구는 NER의 활성을 제어해 피부노화뿐만 아니라 피부암을 예방·치료하는 단서를 제공하고, 향후 XPA 단백질의 안정성을 조절하는 물질을 개발하면 피부노화를 지연시키거나 피부암의 치료효과를 증진시킬 수 있는 가능성을 열었다"고 말했다.

knaty@newsis.com

원문보러가기: http://joongang.joinsmsn.com/article/971/10070971.html?ctg=

흡연으로 손상된 디엔에이 고치는 원리 찾았다

등록 : 2012.12.04 20:12

동아대 생명과학과 강태홍(38) 교수 연구팀은 4일 자외선이나 흡연으로 인해 망가진 디엔에이(DNA)가 스스로 회복되는 원리를 알아내 논문이 <네이처> 자매지 <암 유전자>(온코진) 최신호에 실렸다고 밝혔다.

지금까지 자외선 등에 의해 손상된 디엔에이가 ‘엔이아르’(NER) 유전자에 의해 정상적으로 회복되며, 이 유전자에 돌연변이가 생기면 조로증, 피부암, 발달장애 등에 걸린다는 사실은 잘 알려져왔다. 그러나 세포 안에서 이 회복 과정이 어떻게 조절되는지, 그 신호전달 체계와 세부 원리는 밝혀지지 않았다.

연구팀은 ‘엔이아르’ 유전자에 관여하는 ‘엑스피에이’(XPA) 단백질이 특정 효소들(HERC2, ATR)에 의해 조절된다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 ‘엔이아르’를 제어해 피부 노화뿐만 아니라 피부암을 예방·치료하는 단서를 찾을 수 있을뿐더러 향후 ‘엑스피에이’ 단백질의 안정성을 조절하는 물질을 개발하면 피부 노화를 지연시키거나 피부암의 치료 효과를 증진시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr

원문보러가기: http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/563773.html

BRCA1 Functions Independently of Homologous Recombination in DNA Interstrand Crosslink Repair

DNA interstrand crosslink (ICL)은 매우 독성이 큰 DNA 손상 중 하나로써 DNA 사슬 사이에 공유결합을 형성시켜 DNA 복제와 전사를 방해한다. Fanconi anemia (FA)는 이러한 ICL을 제거하는 기전에 문제가 발생하여 유발되는 유전질환이다. FA 환자는 발달장애, 골수 이상, 암과 같은 증상을 나타내며, 15개의 FANC 유전자와 BRCA 유전자의 돌연변이가 원인으로 알려져 있다.

BRCA1은 Homologous recombination repair (HRR) 동안 DNA 말단 절제(end resection)에 관여한다고 알려져 있다. 본 논문에서는 BRCA1이 다른 DNA repair 기전인 interstrand crosslink (ICL) repair (ICR)에도 작용한다는 새로운 사실을 보고하고 있다. Tumor suppressor로 알려져 있는 BRCA1은 유전성 유방암과 난소암에서 빈번한 돌연변이를 보이며, HRR 과정에서 중요한 역할을 수행한다고 알려져 있다. 즉, BRCA1은 DNA double strand break (DSB)를 재가공하여 3’ ssDNA tail을 형성시켜 RAD51 recombinase가 결합하도록 도와준다. 흥미롭게도 BRCA1 돌연변이는 DSB-유도 약물과 ICL-유도 약물에 비슷한 정도의 민감도를 나타낸다. 현재까지 이러한 사실은 BRCA1의 본질적인 HRR에 대한 기능 손실에 따른 결과라고 믿어져 왔다.

논문의 저자들은 DSB repair에 관여하는 또 다른 경로인 Nonhomologous end joining (NHEJ) repair 인자들과 BRCA1 돌연변이 마우스를 교배함으로써 BRCA1의 기능 규명에 지대한 공헌을 하고 있다. HRR과 달리, NHEJ는 절단된 DSB가 직접적으로 연결되고 이로 인해 에러가 많이 발생하는 repair 방법이다. 53BP1은 NHEJ에 작용하는 중요 인자로써 DSB 주변의 염색질(chromatin) 구조를 변형시킨다. 흥미로운 사실은 53BP1 돌연변이는 BRCA1 돌연변이에 의해 발생하는 효과에 정반대되는 결과를 초래한다는 것이다. 결과적으로 BRCA1/53BP1 이중 돌연변이는 ICL-유도 약물에 대해 저항성을 나타나며, HRR이 정상적으로 작동한다. 이러한 사실을 토대로 BRCA1의 핵심 기능은 DSB repair 동안 53BP1을 저해함으로써 말단 절제를 촉진함을 알 수 있다.

하지만 본 논문에서 발견된 새로운 사실은, 53BP1 돌연변이가 BRCA1 돌연변이에 따른 DSB-유도 약물에 대한 효과는 억제하지만, ICL-유도 약물에 대한 효과에는 아무런 영향을 미치지 않는다는 것이다. 한가지 가능한 해석은 HRR에 문제가 발생시 ICR이 다른 DSB repair(HRR, NHEJ)보다 민감하게 반응한다는 것이다. 그런데 저자들은 BRCA1이 없을 때 FANCD2 foci 형성이 저해되고 이런 현상이 53BP1이 사라져도 복구되지 않는다는 것을 관찰하였다. 이러한 결과는 BRCA1이 본연의 HRR 기능과 무관하게 DNA 손상 부위에 FANCD2가 위치하는 것을 촉진함으로써 ICR에 필수 인자임을 보여준다.

[Molecular Cell 46(2): 124-135, 2012]

강태홍 (동아대학교 생명과학과)