암세포 생물학의 풀리지 않은 숙제 중 하나인 ‘염색체 불안정성’의 비밀이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

서울대 이현숙 교수(44세)가 주도하고 최은희 박사후연구원, 박필구 박사과정생, 이혜옥 박사후연구원이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구), 신약타겟발굴검증사업 및 21세기인간유전체프론티어연구후속사업의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 세계 최고 권위의 과학전문지 Cell의 자매지인 ‘Developmental Cell'지 2월 14일자에 게재되었다. (논문명 : BRCA2 fine-tunes the spindle assembly checkpoint through reinforcement of BubR1 acetylation) 

이현숙 교수 연구팀은 세포분열 체크포인트를 조절하는 유방암 억제인자(BRCA2)가 돌연변이가 되어 제 기능을 하지 못하면, 염색체 분리조절 메커니즘도 잘못되어 염색체의 불안정성을 초래하고, 이로 인해 염색체 숫자에 이상을 일으켜 유전정보가 대규모로 빠르게 변형되어 결국 암(악성종양)을 유발한다는 사실을 밝혀냈다.

가족력을 갖는 유방암 환자의 1/3은 BRCA2의 돌연변이에 의해 발병된다. 이 BRCA2와 관련된 암은 유방암 이외에도 췌장암, 남성 유방암, 난소암이 있는데, 이들은 매우 빠르게 발생하고 악성의 정도가 극심한 것이 특징이다.

 
세포는 유전정보를 정확히 전달하기 위해 세포분열 체크포인트를 진화시켰는데, 이 교수팀은 지난 2009년에 단백질 BubR1이 아세틸화되면 세포분열 체크포인트 기능을 수행하는데 필수적인 역할을 하게 된다는 사실을 밝혀냈다(EMBO Journal 28권). 이번 연구는 그 후속으로 BRCA2가 BubR1의 아세틸화를 강화시키면서 정확한 유전정보 전달도 조절한다는 새로운 사실을 밝힌 것으로, 세포분열조절 메커니즘과 암 발생과의 연관성을 규명했다는데 의의가 있다.

이 교수팀은 세포, 동물실험(유전자 조작 마우스), 환자샘플 등 다양한 방법으로 BRCA2가 세포분열 조절에 관여한다는 사실을 규명하였다. 이것은 기초세포생물학으로 암의 발생과정을 설명하는 모범적인 사례로 평가 받는다.  

연구팀은 세포이미징 등 최첨단 기법을 이용하고 유전자 조작 마우스로 세포학적 연구를 유전학적으로 확인하였다. 또한 노동영 교수팀(서울대병원)과의 공동연구로 환자병리샘플에서 임상으로 응용할 수 있는 가능성도 확인하였다.

또한 이번 연구성과는 BRCA2 돌연변이가 유발하는 암의 특징을 분자적으로 설명한 결과로서, BRCA2 돌연변이 여부에 따른 치료법 선택과 예후인자발굴 등에도 응용될 수 있다.

이현숙 교수는 “이번 연구결과로 새롭게 규명된 BRCA2의 세포분열 조절 메커니즘을 기반으로 병원과 협력하여 임상에서 직접 활용할 수 있는 가능성을 확인하고 있다. 이번 연구는 기존의 암생물학에서 풀지 못한 난제 중에 하나인 염색체 수의 불안정성의 비밀을 밝힌 첫 번째 연구성과로, 이 연구를 단초로 세포분열 이상과 암 발생과의 메커니즘을 선도적으로 규명할 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.