대표적 항암제 시스플라틴의 새로운 비밀 발견 - 더 강력한 항암제 설계(디자인) 실마리 될 것 - |
□ 수십 년 동안 광범위하게 사용되는 대표적 항암제 시스플라틴*의 새로운 비밀이 밝혀졌다.
* 시스플라틴(cisplatin) : 핵산에 결합해 구조변화를 유발하는 대표적 항암제
□ 과학기술정보통신부(장관 임혜숙)는 홍석철 교수 연구팀(고려대학교 물리학과, 기초과학연구원 분자분광학 및 동력학 연구단)이 대표적 항암제인 시스플라틴의 작용원리를 분자 수준에서 규명했다고 밝혔다.
ㅇ 과학기술정보통신부 개인기초연구(중견연구) 사업 및 기초과학연구원 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 핵산 분야 국제학술지 뉴클레익 애시즈 리서치(Nucleic Acids Research)에 11월 24일 게재되었다.
□ 인체의 유전정보가 담긴 이중나선 DNA는 모든 세포의 DNA를 일렬로 나열하면 지구를 250만 번이나 감을 수 있을 정도라지만, 실제 DNA는 실패에 감긴 실처럼 단백질 복합체를 중심으로 이중나선이 감긴 크로마틴*이라는 형태로 고도로 압축되어 눈에 보이지 않는 세포 내 작은 핵 속에 들어있다.
* 크로마틴(chromatin, 염색질) : 인체 DNA는 세포 내에 히스톤 단백질 복합체에 감겨 염주 목걸이 형태를 띠는데, 이러한 DNA-단백질이 복합된 상태
ㅇ 인체 내 세포의 성장과 사멸은 이러한 크로마틴 구조가 느슨해지고 팽팽해지는 가역적인 새단장(리모델링) 과정을 통해 조절되는데, 시스플라틴이 마치 접착제(fixer)처럼 작용해 크로마틴의 변화를 막아 항암효과를 낸다는 사실이 새롭게 밝혀진 것이다.
□ 연구팀은 세포 내에 존재하는 DNA는 대부분 크로마틴 형태로 존재한다는 점에 주목, 크로마틴이 시스플라틴의 중요한 표적일 수 있다는 가능성을 바탕으로 시스플라틴이 크로마틴과 결합했을 때 크로마틴의 물성 변화를 분자 수준에서 정밀하게 측정하였다.
ㅇ 그 결과 용수철처럼 가역적으로 새단장(리모델링) 되는 크로마틴이 시스플라틴과 결합할 때 영구적으로 탄력성을 잃는 것을 확인하였고, 강하게 잡아당기는 물리적인 자극이나 고농도의 소금물 같은 화학적 자극에도 반응하지 않는 것으로 나타났다.
□ 한편 이러한 크로마틴 변화를 분자 수준에서 실시간으로 포착할 수 있었던 것은 자성트위저* 장비 덕분이었다.
* 자성트위저 : 단일 생체 분자 물성 측정 및 제어를 위해 개발된 장비로, 자석 간 인력을 이용해서 자석을 부착한 생체 분자에 힘을 가하는 방식으로 설계되어 있어 자석에 의한 힘이 공간적으로 균일하고 대단히 안정적인 용이한 장점이 있다.
□ 실제 생체 환경에서 시스플라틴이 크로마틴을 표적으로 하여 강력한 항암효과를 낸다는 것을 확인하는 한편, DNA 표적 기반 항암제의 개발과 효능 측정 장비로서 자성트위저를 제안한 본 연구는 세종대학교 이남경 교수, 한국과학기술원의 김재훈, 송지준 교수팀, 고려대학교 김준곤 교수팀과의 협력연구로 이뤄졌다.
□ 고려대 홍석철 교수는 “이번 연구의 성과는 시스플라틴의 약리적 표적이 순수한 DNA라기보다는 보다 응축된 상위 구조인 크로마틴 형태일 수 있음을 제안한 것에 의의가 있다” 며,
ㅇ “DNA를 표적으로 하는 다양한 항암제의 효능 측정과 작용원리 규명 및 강력한 항암제 디자인의 실마리가 될 것으로 기대된다.” 고 밝혔다.
