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후성유전 비밀 풀리나

美연구진, 효소 단백질 3차원 구조 밝혀

동아사이언스 | 기사입력 2013년 12월 25일 01:00 | 최종편집 2013년 12월 26일 03:00

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Tet 효소 단백질이 DNA 염기를 꺾어 유전자 발현을 조절한다. - Xiaodong Cheng, Emory University 제공 미국 연구진이 후성유전학에서 결정적인 의미를 부여하는 효소 단백질의 3차원 구조를 처음으로 밝혀내 주목받고 있다.

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후성유전학은 태어날 때 갖고 있던 DNA 염기서열 중 일부가 불활성화(메틸화) 됨으로써 유전자 발현 내용이 바뀌는 것을 연구하는 새로운 유전학 연구분야다. 산모가 영양섭취를 제대로 하지 못했을 때 태아가 살이 잘 찌는 체질로 태어나게 되거나, 같은 유전자를 갖고 태어난 쌍둥이가 특정 병원체에 전혀 다른 면역 능력을 보이는 것이 유전자 발현에 때문에 생기는 대표적 사례다.

미국 에모리대 의과대 생화학과 샤오동 쳉 교수팀은 Tet 효소 단백질의 3차원 구조를 밝혀내고 '네이처' 온라인판 25일자에 발표했다.

쳉 교수팀은 3차원 구조를 알아내기 위해 X선 결정학을 이용했다. Tet 효소 단백질은 줄기세포의 다분화 능력을 유지하고, 초기 태아의 발생과 뇌 발달에 관여하는 것으로 알려져 있다.

 

Tet 효소 단백질은 DNA 가닥을 비틀어 특정 염기 서열이 단백질을 만들지 못하도록 명령을 내리는 역할을 한다. 특히 이 단백질은 메틸시토신(5-mC)을 수산화메틸시토신(5-hmc)으로 바꾼다. 두 염기 모두 DNA상의 염기서열을 직접 바꾸지 않고도 유전자 발현을 조절하는 것으로 알려져 있다.

 

돌연변이가 생긴 Tet 효소 단백질이 백혈병 환자에게서 다량 발견되기 때문에 이번 연구결과는 앞으로 백혈병 치료제 연구에도 쓰일 것으로 기대된다.