손상된 DNA 조각 29만개까지 세는 초고감도 플랫폼 개발

손상된 DNA 조각을 29만개까지 셀 수 있는 초정밀 분석기술이 개발됐다. 손상된 DNA가 복구되지 않을 경우 암이나 노화 원인이 될 수 있다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 세포의 DNA 복구 과정에서 발생하는 극미량 '손상 DNA 조각'을 초고감도로 검출하고 정량화할 수 있는 분석 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다. 최준혁 바이오물질측정그룹 책임연구원은 "손상된 DNA 조각을 개수 단위로 산출할 수 있을 만큼 정밀도가 높다"며 "기존 분석법 대비 최대 22배 더 많은 조각을 검출할 수 있다"고 말했다. 개인별 DNA 복구능력 비교와 항암제·발암물질 반응 평가 연구의 토대를 마련했다는 평가다. DNA는 자외선, 화학물질, 흡연, 체내 대사 활동 등으로 인해 매일 1,000~100만개 정도 손상된다. 이러한 손상이 제때 복구되지 않고 돌연변이로 축적되면 노화나 암과 같은 질환의 원인이 될 수 있다. 이에 세포는 이상 부위를 정교하게 잘라내고 새로운 DNA로 교체하는 '뉴클레오타이드 절제 복구(NER)' 시스템이 가동된다. 이때 잘려 나오는 미세한 DNA 조각의 양과 시간적 변화를 측정하면 세포 복구 속도와 효율을 정확히 파악할 수 있다. 연구팀은 기존 방법대신 '경쟁적 면역분석법'을 도입했다. 분석용 판 바닥에 손상 DNA와 동일한 구조의 합성 DNA를 기준 물질로 고정하고, 실제 세포에서 추출한 DNA 시료와 손상 DNA 구조에 특이적으로 결합하는 항체를 함께 넣은 뒤 시료 내 손상 DNA 조각의 양을 몰(mole) 단위로 산출하고, 이를 개수로 환산했다. 최준혁 책임연구원은 “DNA 복구 속도와 효율을 정량화하면 개인별 암 발생 위험을 조기에 진단하고, 암세포의 항암제 저항성을 객관적으로 파악할 수 있다”며, “향후 실제 사람의 조직을 활용한 후속 검증을 통해 개인 맞춤형 항암 치료 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 연구는 KRISS 유기측정그룹과 미국 라이트 주립대 의과대학 연구팀이 공동으로 수행했다. 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지(Nucleic Acids Research(IF: 13.1))에 게재됐다.