암 억제 유전자 p53의 반전…화학 역분화 성공의 '수호신'으로

암 억제 유전자로 알려진 p53이 체세포를 유도만능줄기세포로 되돌리는 '화학적 리프로그래밍' 과정에서 필수적인 역할을 한다는 사실이 새롭게 밝혀졌다.

중국 연구진은 28일(현지시간) 국제학술지 '셀(Cell)'에 게재한 논문을 통해 이같이 발표했다. 이번 연구는 세포 리프로그래밍 분야에서 p53의 역할을 재정의하며 효율과 안전성을 동시에 높일 새로운 가능성을 제시했다.

기존에는 야마나카 신야 교수가 개발한 전사 인자 주입 방식의 리프로그래밍이 표준으로 여겨졌다. 이 방식에서 p53은 DNA 손상을 감지해 세포 사멸을 유도하는 '방해꾼'으로 작용, 효율을 떨어뜨리는 요인으로 지목됐다.

하지만 연구팀이 소분자 화합물 조합을 사용하는 화학적 리프로그래밍 방식을 분석한 결과, p53의 역할은 정반대였다. p53 억제제를 사용하거나 유전자를 제거하자 화학적 유도만능줄기세포(CiPSC) 생성 효율이 오히려 현저히 감소한 것이다.

연구에 따르면 p53은 'BTG2' 유전자를 활성화해 세포가 리프로그래밍에 필요한 '상피-간엽 전환(EMT)' 과정을 거치되, 과도하게 진행되지 않도록 조절하는 역할을 했다. 이를 통해 세포가 리프로그래밍에 가장 적합한 상태를 유지하도록 돕는다.

또한 기존 방식과 달리 p53의 고유 기능인 '유전체 감시' 역할이 유지된다. 그 결과 화학적 리프로그래밍으로 만들어진 줄기세포는 돌연변이 발생 빈도와 염색체 이상이 적어 유전체 안정성이 훨씬 뛰어난 것으로 확인됐다.

이번 연구 결과는 p53 기능을 보존하는 화학적 리프로그래밍 방식이 종양 발생 위험이 낮은 고품질 줄기세포를 만드는 데 유리하다는 것을 시사한다. 이는 파킨슨병, 당뇨병 등 재생의료 분야의 세포 치료제 개발에 중요한 전환점이 될 전망이다.

연구팀은 p53의 필수적인 역할을 기반으로, 향후 p53을 억제하는 대신 적절히 활성화하는 새로운 화학적 리프로그래밍 프로토콜을 개발할 수 있을 것으로 기대했다.