"손상 DNA, 22배 더 정밀하게"…KRISS, 암 진단 새 플랫폼 개발

한국표준과학연구원(KRISS)이 기존보다 22배 더 민감하게 손상된 DNA를 측정하는 새로운 분석 기술을 개발했다.

29일 한국표준과학연구원은 세포의 DNA 복구 과정에서 생성되는 '절제된 손상 DNA 작은 조각(sedDNA)'을 초민감도로 검출하고 정량화하는 면역분석 플랫폼 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구는 미국 라이트 주립대학교 연구진과 협력해 진행됐으며, 결과는 분자생물학 분야 국제학술지 '뉴클레익 애시드 리서치(Nucleic Acids Research)'에 게재됐다.

인체의 DNA는 자외선, 화학물질, 흡연 등 외부 요인과 정상적인 대사 과정에 의해 지속적으로 손상된다. 손상이 제대로 복구되지 않으면 돌연변이가 축적돼 암과 같은 질병이나 노화로 이어진다. 우리 몸의 세포는 '뉴클레오타이드 절제 복구(NER)' 시스템을 통해 손상된 DNA를 잘라내고 새로 합성해 대체한다.

이때 발생하는 sedDNA는 DNA 복구 효율을 보여주는 중요한 지표다. 하지만 기존 기술은 DNA 조각 끝부분에 표지를 붙여 신호 강도로 양을 추정하는 방식이었다. 이 방식은 세포 내 효소에 의해 DNA 조각 끝이 분해되면 표지가 제대로 붙지 않아 실제보다 양이 적게 측정되는 한계가 있었다.

연구팀은 '경쟁적 면역분석법'을 도입해 이 문제를 해결했다. 손상된 DNA 구조를 모방한 합성 DNA를 기준 물질로 마이크로플레이트에 고정시킨다. 이후 세포에서 추출한 DNA 샘플을 손상 DNA 특이 항체와 반응시키면, 샘플 속 sedDNA와 기준 물질이 항체와 결합하기 위해 경쟁한다. 이 경쟁 원리를 이용해 sedDNA의 양을 정확히 정량화하는 데 성공했다.

이 기술을 활용하면 개인별 DNA 복구 능력을 비교하고, 항암제나 발암물질에 대한 세포 반응 연구의 새로운 분석 기반을 마련할 수 있다. 연구팀은 수천 개 분자 수준까지 정량화가 가능하다고 설명했다.

최준혁 KRISS 책임연구원은 "DNA 복구 효율을 정량화하면 암 발생 위험을 조기에 평가하고 항암제에 대한 세포 반응을 객관적으로 측정하는 데 도움이 될 수 있다"며 "향후 인체 조직 샘플을 이용한 추가 검증을 통해 맞춤형 암 치료 분야에 폭넓게 적용할 것"이라고 말했다.