암 '불량 DNA' 아킬레스건 찾았다…복구 단백질 차단하니 붕괴

공격적 암에서 발견되는 '불량 DNA'가 구조적 약점을 지니고 있으며, 단일 복구 단백질을 차단하면 이를 붕괴시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

23일(현지시간) 애저라이프사이언스에 따르면 미국 메모리얼 슬론 케터링 암센터(MSK) 연구진은 염색체 밖에 존재하는 원형 DNA인 'ecDNA'가 반복 서열 부위에서 쉽게 끊어진다는 사실을 발견했다.

이번 연구는 국제학술지 네이처에 지난 23일 게재됐다.

ecDNA는 정상 염색체 밖에 자리 잡은 원형 DNA 조각으로, 암 유발 유전자의 증폭을 촉진한다. 인간 암 6건 중 1건꼴로 발견되며 종양 성장 속도와 치료 내성, 낮은 생존율과 연관된 것으로 알려져 있다.

연구진은 DNA 코드에서 T와 A가 번갈아 나타나는 'TA 반복' 구간이 십자형 구조로 접히며 특히 취약해져 암세포가 이를 빠르게 복구해야 한다는 점을 확인했다.

암세포는 복구 단백질 '폴리머라제 세타(Polθ)'로 끊어진 부위를 메우고, 또 다른 단백질 'FANCM'이 애초에 절단이 생기지 않도록 막는 이중 방어 체계를 가동하는 것으로 나타났다.

연구진이 실험용 억제제로 Polθ를 차단하자 ecDNA는 불안정해지고 손상이 누적되면서 암세포에서 점차 사라졌다. 전립선암과 위암, 대장암 등 여러 암세포주에서 같은 효과가 관찰됐으며, ecDNA가 없는 세포는 큰 영향을 받지 않았다.

대규모 인간 종양 염기서열 데이터 분석에서도 절단이 집중되는 TA 반복 부위가 여러 암종 환자 종양의 DNA 재배열이 흔히 일어나는 지점과 일치했다.

연구진은 이미 임상 개발 단계에 있는 여러 Polθ 억제제가 치료가 어려운 암의 내성 극복에 활용될 수 있을 것으로 내다봤다. Polθ 억제제와 FANCM 고갈을 병행하면 효과가 더 강해진다는 점도 확인됐다.

연구를 이끈 아그넬 스페어 박사는 "ecDNA가 본질적으로 부서지기 쉬운 구조를 지니고 있다는 사실에 놀랐다"며 "암세포가 복구에 의존한다는 점을 치료에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.