사중나선 DNA 발견

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=236522&cont_cd=GT

지금까지 DNA의 이중나선 모양의 잘 알려진 이미지는 더 이상 유일한 구조가 아닌 것으로 드러났다. 정사각형 모양의 DNA 구조는 실험실에서 DNA를 형성하는 기본요소 중에 하나인 구아닌 (Guanine)을 풍부하게 하여 합성으로 DNA가닥을 접을 경우에 쉽게 만들어질 수 있다. 과학자들은 오랫동안 소위 ‘G-사중구조 (G-quadruplex structures)’로 알려진 구조가 살아있는 세포의 DNA에서 형성된다고 믿어왔다. G-사중구조는 각기 다른 지점에 네 개의 구아닌으로 이루어져 있으며 구아닌이 풍부한 가닥이 특별한 수소결합형태로 이루어져 공고하게 결합되어 있어 DNA 나선형구조를 차단하는 밀집된 사각형 구조를 형성한다.

학술지 ‘Nature Chemistry’지에 발표된 논문에서 영국 캠브리지 대학의 샨커 발라수브라마니안 (Shankar Balasubramanian)의 연구팀은 G-사중구조가 세포에서도 일어날 수 있다는 강력한 증거를 주장했다. 그리고 이 특이한 구조는 생물학적 기능에서도 중요한 것으로 생각된다 (Biffi, G. et al. 2013). 텔로미어(telomeres)로 알려진 염색체 DNA의 보호기능을 하는 끝부분은 구아닌이 풍부하기 때문에 G-사중구조의 가능성이 높은 후보가 되고 있다. 실제로 암세포에 대한 연구를 통해 G-사중구조에 결합하여 안정화되는 작은 입자가 텔로미어의 DAN손상을 일으키는 것으로 알려지고 있어서 이러한 사중구조 가능성 주장에 힘을 실어주고 있다 (Rodriguez, R. et al. 2012). 인간유전체 데이터를 통해서 다른 구아닌이 풍부한 염기서열을 찾는 과정에서 일부 과학자들은 이 사중구조는 또한 유전자를 조절하는 (특히 일부 암을 일으키는 유전자) 유전체의 다른 부분에서 만들어질 수 있다고 주장했다.

이러한 주장은 발라수브라마니안 연구팀이 발견한 사례에 알맞은 것일 수 있다. 이들은 G-사중구조에 특별하게 강하게 결합하지만 이중나선형 DNA에는 결합하지 않는 항체를 유전자조작을 통해 만들었다. 과학자들이 인간세포를 가지고 이 항체를 배양할 때 이 항체가 염색체의 다양한 부분에 결합하는 것을 발견했으며 특히 텔로미어의 1/4정도에 결합하는 사실을 발견했다. 그는 “이 연구는 초기연구이다. 하지만 우리가 유전체에서 어디에 정확하게 G-사중구조가 나타나는가를 알아내게 된다면, 암과 같은 질병에서 뒤틀리는 세포과정이나 유전자 조정이 일어나는가를 알아낼 수 있을 것이다. 이것은 장기적인 연구목표가 되고 있다”고 말했다.

출처: ‘네이처’ 2013년 1월 21일 (Nature doi:10.1038/nature.2013.12253)
원문참조:
Biffi, G. et al. Nature Chemistry http://dx.doi.org/10.1038/NCHEM.1548 (2013).
Rodriguez, R. et al. Nature Chem. Biol. 8, 301?310 (2012).

web-4-DNA.jpg  http://www.nature.com/news/four-strand-dna-structure-found-in-cells-1.1225 

 

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진짜로? 헤...