PARP1, DNA 손상 복구 새 역할 규명…"암 치료 새 표적 가능성"

DNA 손상 복구 효소 PARP1이 뉴클레오솜을 해체해 복구 경로를 여는 새로운 기능이 처음으로 규명됐다.

26일(현지시간) 애저라이프사이언스에 따르면 미국 세인트주드 아동연구병원 연구진은 PARP1이 DNA 손상 부위에서 뉴클레오솜을 비대칭적으로 해체한다는 사실을 확인했다. 연구 결과는 이날 국제학술지 '몰레큘러 셀'에 게재됐다.

PARP1은 DNA 손상을 감지하고 신호를 보내 복구를 개시하는 '첫 대응자' 역할을 하는 효소다. 그동안 손상 감지와 신호 전달이라는 두 가지 기능이 알려졌지만, 뉴클레오솜 장벽을 어떻게 넘어서는지는 밝혀지지 않았다.

연구진은 생화학·세포 실험을 통해 PARP1이 손상 부위 옆 히스톤 단백질 2개를 비대칭적으로 내보낸다는 점을 관찰했다. 이로 인해 8개 히스톤으로 이뤄진 뉴클레오솜이 6개짜리 '헥사솜'으로 바뀌며 구조가 부분적으로 열리고, 이 헥사솜이 복구 단백질을 불러들이는 거점 역할을 한다는 설명이다.

하이 다오 세인트주드 아동연구병원 화학생물학·치료학부 부교수는 "이번 연구는 PARP1의 세 번째 역할을 밝혀낸 것"이라며 "효소가 뉴클레오솜을 해체해 다른 복구 기전이 작동할 수 있도록 접근성을 높인다"고 말했다.

연구진은 또 히스톤 H2A의 C-말단 꼬리가 PARP1의 뉴클레오솜 해체를 분자 수준에서 조절한다는 사실도 확인했다. 이 꼬리 부위를 제거하면 DNA 손상 치료제에 대한 민감도가 높아져, 이 리모델링 활성 자체가 질병 형성에 기여할 가능성이 제기됐다.

다오 부교수는 "현재 PARP 억제제는 촉매 활성을 광범위하게 차단해 독성 효과가 나타날 수 있다"며 "리모델링 활성처럼 특정 효소 활성만 차단하는 치료법을 연구할 가능성이 열렸다"고 설명했다.