생체시계에 의한 DNA 손상 조절 기전 규명
* 생체시계(Circadian clock) : 낮에 행동하고 밤에 자거나 하루주기로 등락을 반복하는 호르몬 분비 같은 생명현상의 일주기 리듬을 만드는 우리 몸속의 분자장치
* 시간항암요법(Chronochemotherapy) : 일반적인 항암제를 사용하지만 약리효과가 가장 높은 특정시간에 항암치료를 하여 치료효율을 높이려는 시도
동아대학교 생명과학과 강태홍 교수가 주도하고, 임선희 교수가 참여한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업지원으로 수행되었고, 국제학술지 핵산연구(Nucleic Acids Research)지 최신호(1월 30일)에 게재되었다.
* 논문명 : Modulation of ATR-mediated DNA damage checkpoint response by cryptochrome 1
시간항암요법은 정상세포 독성을 최소화하면서 암세포에 대한 민감도는 떨어뜨리지 않을 수 있다는 장점으로 주목받고 있다.
하지만 우리나라와 미국을 비롯한 대다수의 국가에서는 결정적인 항암제 처리 타이밍에 대한 근거가 부족하여 시행되지 않고 있다.
연구팀은 DNA 손상점검반응에 관여하는 핵심인자인 인산화효소(ATR)의 활성도가 우리 몸속의 시계단백질인 크립토크롬의 변화에 따라 24시간 동안 특정 리듬을 갖는다는 것을 밝혀낸 것이다.
* DNA 손상점검반응(DNA damage checkpoint) : DNA 손상시 세포주기를 멈추고 복구를 돕는 반응으로 제대로 작동하지 못하면 손상이 누적된 상태로 세포가 계속 분열해 돌연변이가 축적될 수 있다.
* ATR : DNA에 생긴 손상을 인식하여 회복을 촉진시키는 인산화 효소.
* 크립토크롬(Cryptochrome) : 생체시계를 구성하는 4대 핵심단백질(Clock, Bmal1, Cryptochrome, Period) 중 하나. Clock과 Bmal1에 의한 전사(Transcription) 활성을 억제
하루 중 항암제의 약리효과가 가장 높은 시점을 알게 되면 그 시간에 항암치료를 시도하여 치료효율을 높이는 데 기여할 수 있다.
실제 항암제 시스플라틴으로 손상된 생쥐의 간 세포 DNA의 회복속도를 비교한 결과 크립토크롬의 농도가 높을 때와 낮을 때 약 3배 정도 차이가 났다.
* 시스플라틴 : 식도암, 위암 등 고형암 치료에 널리 사용되는 항암제, 탁월한 효과에도 불구하고 신장독성, 신경독성 등의 부작용이 나타날 수 있는 것으로 알려져 이를 극복하려는 연구가 활발함
크립토크롬의 농도가 높은 시간대에는 크립토크롬에 의한 ATR의 활성화가 촉진되어 정상적인 DNA 회복이 이루어지는 반면, 크립토크롬의 농도가 낮은 시간대에는 ATR이 충분히 활성화되지 못해 DNA 회복속도가 느려져 세포가 사멸한 것이다.
강 교수는 “기존 항암치료법의 정상세포에 대한 독성을 줄일 수 있는 시간항암요법에 대한 과학적 근거자료로 활용되고, 나아가 이를 계기로 국내 임상에 빨리 적용될 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.
웹사이트: http://www.msit.go.kr/web/main/main.do
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