단일 세포 DNA-단백질 결합 정밀 포착…'D&D-seq' 새 시대 여나

단일 세포 내에서 유전자 활성을 조절하는 단백질과 DNA의 결합을 정밀하게 포착하는 신기술 'D&D-seq'이 개발됐다.

22일 중국 바이오 전문매체 바이오밸리에 따르면 미국 웨일 코넬 의대와 뉴욕 게놈 센터 공동 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '셀(Cell)'에 발표했다. 이번에 개발된 기술은 기존 방법의 한계를 극복해 생명과학 연구의 강력한 도구가 될 전망이다.

'D&D-seq'은 특정 단백질을 표적하는 항체에 DNA 편집 효소(탈아미노효소)를 붙여 작동한다. 이 복합체가 목표 단백질과 결합하면, 편집 효소가 주변 DNA에 흔적을 남긴다. 연구진은 이 흔적을 염기서열 분석으로 확인해 단백질이 DNA와 상호작용하는 정확한 위치를 파악한다.

연구의 공동 교신저자인 이반 라이몬디 박사는 "DNA가 정보를 기록하고 저장하는 놀라운 분자라는 특성을 우리에게 유리하게 활용한 것"이라고 설명했다.

이 기술은 기존 방법으로는 감지하기 어려웠던 약하거나 순간적인 결합까지 포착할 수 있다. 특히 고처리량 단일 세포 '다중오믹스(multi-omics)' 워크플로우에 쉽게 통합할 수 있는 최초의 기술이라는 점에서 혁신적이다.

라이몬디 박사는 "D&D-seq은 특정 플랫폼에 구애받지 않는 '플러그 앤 플레이' 기능과 같아서 기존 실험에 추가해 더 많은 정보를 얻을 수 있다"고 강조했다.

연구팀은 D&D-seq을 이용해 흔한 백혈병 돌연변이가 있는 세포와 없는 세포에서 핵심 전사 인자의 DNA 결합 부위 변화를 상세히 관찰하는 데 성공했다. 이는 질병의 기전을 분자 수준에서 이해하고 새로운 치료법을 개발하는 데 기여할 수 있음을 시사한다.

공동 교신저자인 댄 란다우 박사는 "전사 인자 등 유전자 활성 조절인자를 표적하는 새로운 의료 시대로 진입하고 있다"며 "이러한 기술은 관련 치료법을 개발하고 평가하는 데 중요한 역할을 할 것"이라고 밝혔다. 연구팀은 해당 기술을 상용화할 계획이다.