최준혁 표준연 연구원, 올해 노벨상 수상자와 '발암물질 세포반응 분석기술' 개발

(왼쪽부터)마이클 켐프 교수, 최준혁 박사, 아지즈 산자르 교수. [사진=KRISS 제공]

아주경제 최서윤 기자 = 최준혁 한국표준과학연구원(KRISS) 바이오임상표준센터 박사팀이 올해 노벨화학상 수상자인 미국 아지즈 산자르 노스캐롤라이나대 교수팀과 함께 발암물질에 의해 유발되는 다양한 세포반응을 동시에 확인할 수 있는 분석기술을 개발했다고 KRISS가 13일 밝혔다. 이에 따라 발암물질로 인한 질병발생 위험도나 항암제 투여 효과 등을 분석할 수 있는 새로운 임상 검사법의 원천기술이 될 수 있을 것으로 기대된다. 

세포 내 유전물질인 DNA는 발암물질, 흡연, 자외선 등으로 손상된다. 이러한 손상이 누적되면 암, 노화, 질병이 발생하지만 세포가 가진 다양한 복구시스템이 이를 막아주는 역할을 한다. 

최준혁 박사는 산자르 교수와 2013년부터 DNA 복구 시스템 중의 하나인 ‘뉴클레오타이드 절제 복구’과정에서 나타나는 세포반응에 대한 연구를 계속해 왔다. 뉴클레오타이드는 염기, 당, 인산 등이 결합한 DNA 구성 물질로 자외선을 쬐게 되면 손상돼 DNA가 변형된다. 산자르 교수는 자외선 등에 의해 손상된 DNA 부위가 뉴클레오타이드 절제 복구 시스템에 의해 정상적인 상태로 회복되는 메커니즘을 밝힌 공로를 인정받아 이번년도 노벨 화학상을 받았다.

공동연구팀은 지난 2013년 자외선으로 인한 DNA 손상을 복구하는 과정에서 발생하는 극미량의 DNA 조각을 인간의 세포에서 세계 최초로 검출했다. 이 극미량 DNA 조각은 손상된 뉴클레오타이드를 포함하며 DNA 복구 여부를 확인하는 중요한 증거가 된다.

2014년에는 이 기술을 더욱 발전시켜 위험한 방사성 동위원소를 사용하지 않고도 DNA 조각을 검출하는 데 성공했다. 연구팀은 자외선 노출 후 매우 짧은 시간에 발생하는 DNA 조각을 화학발광(화학 반응 때문에 원자 또는 분자가 빛을 내는 현상)시키는 방식을 이용했다.

이처럼 지속적인 연구를 해온 공동연구팀은 자외선뿐만 아니라 발암물질이나 항암제에 의해 발생하는 DNA 조각도 검출하는 데 성공했다. 기존 연구는 피부암을 유발하는 자외선에 의한 세포 손상 분석에 국한됐었다. 공동연구팀은 특정 DNA 손상만을 인지하는 고비용의 항체를 이용하지 않고 다양한 발암물질, 항암제에 의해 발생하는 각각의 DNA 손상 복구 조각을 신속하게 검출해 그 특성을 연구했다. 또한 DNA 복구뿐만 아니라 손상으로 발생하는 세포신호 전달과정 등 다양한 세포반응을 동시에 관찰할 수 있게 됐다. 

산자르 교수는 DNA 복구 메커니즘에 관한 전문가적 지식을 바탕으로 연구자문을 맡았다. 또한 최준혁 박사팀의 독창적인 분석기술과 연구결과를 다양한 방법으로 기존의 기술들과 비교하는 실험을 진행했으며 최준혁 박사와 함께 논문을 작성했다.

최준혁 박사는 “DNA 분석 연구 분야는 사람들의 질병, 노화 해결 등에 직접적인 영향을 주는 만큼 화학분야에서 큰 관심거리”라며 “해당 분석기술은 DNA 손상을 연구하는 많은 연구자에게 매우 유용하고 강력한 플랫폼을 제공할 것”이라고 말했다.

연구결과는 미 생화학 학술지인 ‘더 저널 오브 바이오로지컬 케미스트리'(The Journal of Biological Chemistry)에 온라인으로 5일 게재됐다.