"세포끼리 DNA 직접 교환"…항암제 내성 확산의 '새 열쇠"

인간 세포가 박테리아처럼 서로 직접 DNA를 교환할 수 있다는 사실이 처음으로 밝혀졌다.

중국 바이오 전문매체 바이오온(bioon) 등에 따르면 미국 텍사스 대학교 사우스웨스턴 메디컬 센터 피터 리(Peter Ly) 교수 연구팀은 유전 정보가 불안정한 세포가 '터널 나노튜브'라는 미세 통로를 통해 이웃 세포에 직접 DNA 조각을 전달하는 현상을 발견했다고 19일(현지시간) 국제학술지 '셀(Cell)'에 발표했다.

연구에 따르면 방사선이나 화학요법 등으로 유전체가 손상된 세포는 핵 안에 있던 DNA 일부가 세포질로 방출된다. 이 DNA 조각들은 분해되지 않고, 액틴으로 구성된 가느다란 관 구조물인 터널 나노튜브를 통해 인접 세포로 운반되는 것으로 나타났다.

더욱 놀라운 점은 전달받은 세포가 이 외부 DNA를 자신의 유전체에 통합해 안정적으로 유지하며, 심지어 다음 세대 세포에 물려주기까지 한다는 것이다. 연구팀은 실험에서 약물 내성 유전자가 포함된 DNA 조각을 전달받은 암세포가 해당 항암제에 대한 내성을 실제로 획득하는 것을 확인했다.

이러한 DNA 전달 메커니즘은 암세포뿐만 아니라 정상 세포에서도 관찰됐다. 유전체에 스트레스를 유발하는 자극이 가해지면 나노튜브를 통한 DNA 전달이 눈에 띄게 증가했다. 이는 세포가 유전체 스트레스에 대응하는 보편적인 반응 기전일 수 있음을 시사한다.

이번 발견은 암세포가 약물 내성 유전자를 서로 공유하며 빠르게 진화하고, 화학요법에 대한 내성이 종양 내에서 신속하게 확산되는 원리를 설명하는 새로운 단초를 제공한다. 또한 유전자 치료 기술의 새로운 전달 경로를 제시하는 동시에, 치료용 유전자가 의도치 않게 비표적 세포로 퍼져나갈 수 있는 잠재적 위험도 함께 시사해 학계의 주목을 받고 있다.