카이스트, 방사선 노출 ‘DNA 돌연변이’ 세계 첫 규명

▲주영석 KAIST 의과학대학원 교수, 손태건 동남권원자력의학원 박사, 김경수 서울대 의과대학 교수, 장지현 서울대 의과대학 교수(왼쪽부터). 사진=KAIST

카이스트(KAIST, 총장 이광형)는 의과학대학원 주영석 교수 연구팀이 동남권원자력의학원 손태건 박사, 서울대학교 의과대학 방사선종양학과 김경수·장지현 교수팀과 공동연구를 통해 방사선이 인간 및 생쥐의 정상세포에서 만들어내는 DNA 돌연변이의 특성을 명확히 규명해 냈다고 15일 밝혔다.

연구진은 실험실에서 방사선을 쬐여 세포에 돌연변이를 유도한 뒤 방사선이 만들어낸 돌연변이를 유전체 서열분석 기술로 규명하는 방식을 적용해 DNA 돌연변이의 양과 패턴을 정밀하게 이해하는데 성공했다고 카이스트는 설명했다.

또한, 연구진은 위, 소장, 대장, 간, 유방, 폐, 췌장, 나팔관 등 다양한 장기의 세포에서 유도된 돌연변이를 정밀하게 검출했으며, 방사선 피폭 양에 비례해 증가하는 특정 패턴의 돌연변이들을 규명했다.

이번 연구 결과, 1그레이(Gy, 사람이 약 320년간 자연방사선에 노출되는 양의 단위)의 방사선량이 매 세포마다 약 14개의 돌연변이를 만들어냈다.

방사선이 만들어내는 돌연변이의 패턴은 다른 원인으로 발생한 돌연변이와는 달리 주로 짧은 염기 결손과 소수의 염색체의 역위 및 전위, 그리고 다양한 복잡구조변이들로 구성된 사실도 밝혀냈다.

주영석 KAIST 의과학대학원 교수는 “방사선이 분자 수준에서 세포에 미치는 영향을 명확하게 규명했다"며 “방사선이 우리 세포의 DNA를 얼마나 그리고 어떻게 변화시키는지에 대한 첫 규명"이라고 소개했다.

서울대 김경수 교수도 “이번 연구를 통해 방사선이 인체 DNA 에 미치는 영향에 대해 정확히 알 수 있는 도구를 가지게 됐다"고 의미를 부여했다.

연구진은 이번 성과를 기반으로 앞으로 초저선량 및 초고선량 방사선이 인체에 미치는 영향을 연구하는 동시에 안전하면서도 효과적인 방사선 치료기술을 발전시킬 계획이다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단, 과학기술정보통신부 국가R&D사업, 서경배과학재단 신진과학자 연구지원 사업, 고려대학교 안암병원 및 국제 연구비 휴먼 프론티어 사이언스 프로그램(HFSP)의 젊은 연구자 지원사업의 도움으로 수행됐으며, 서울대학교 유전공학연구소, 영국 케임브리지 줄기세포 연구소, 오스트리아 분자생명공학연구소(IMBA) 및 카이스트 교원창업기업 '지놈인사이트'의 연구자들도 참여했다.

이번 연구는 KAIST 의과학대학원 육정환 박사 (現 서울대병원 내과 조교수), 임준오 박사 (現 지놈인사이트), 김태우 박사 (現 Weill Cornell 의과대학 박사후연구과정) 및 서울대학교 의과대학 권현우 박사 (現 고려대학교 의과대학 핵의학과 교수), 김은지 박사 (現 서울대학교 의과대학 방사선종양학과 조교수) 등이 공동 제1저자로 참여했으며, 연구결과는 국제학술지 '셀 지노믹스' 온라인판 14일자에 발표됐다.

김철훈 기자 kch0054@ekn.kr