'손상 DNA 조각' 개수까지 센다...맞춤 항암치료 기대

[파이낸셜뉴스] 한국표준과학연구원(KRISS)이 세포의 DNA 복구 과정에서 발생하는 극미량 '손상 DNA 조각'을 초고감도로 검출하고 정량화할 수 있는 분석 플랫폼을 개발했다. 이번 기술은 손상된 DNA 조각을 개수 단위로 산출할 수 있을 만큼 정밀도가 높아, 기존 분석법 대비 최대 22배 더 많은 조각을 검출할 수 있다.

이를 통해 개인별 DNA 복구능력 비교와 항암제·발암물질 반응 평가 연구의 토대를 마련했다는 평가다.

15일 표준연에 따르면 인체의 DNA는 자외선, 화학물질, 흡연, 체내 대사 활동 등으로 인해 매일 손상된다. 이러한 손상이 제때 복구되지 않고 돌연변이로 축적되면 노화나 암과 같은 질환의 원인이 될 수 있다. 미세한 DNA 조각의 양과 시간적 변화를 측정하면 세포의 복구 속도와 효율을 정확히 파악할 수 있어, 질병 원인 규명과 치료 반응 예측 연구의 지표로 활용이 가능하다.

다만 그동안은 극미량의 DNA 손상 조각을 정확히 정량화하는 데 기술적 한계가 있었다.

표준연 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 '경쟁적 면역분석법'을 도입했다. 분석용 판 바닥에 손상 DNA와 동일한 구조의 합성 DNA를 기준 물질로 고정하고, 실제 세포에서 추출한 DNA 시료와 손상 DNA 구조에 특이적으로 결합하는 항체를 함께 넣는 방식이다.

기존 방식이 단순히 DNA 복구 정도를 '많다, 적다' 수준으로 상대 비교했다면, 이번 기술은 세포 내에서 발생하는 DNA 조각의 개수까지 파악할 수 있는 세계 최고 수준의 정밀도를 확보했다. 이를 통해 DNA 복구 속도와 세포별 반응 차이를 객관적으로 분석할 수 있는 정밀 의료 연구 기반을 마련했다.

표준연은 2015년 DNA 복구 과정에서 발생하는 극미량 손상 조각을 세계 최초로 검출한 이후 10여 년간 관련 연구를 고도화해 왔으며, 이번 연구에서는 분석 설계를 새롭게 해 기존 방식의 근본적 한계를 극복했다.

표준연 최준혁 책임연구원은 "DNA 복구 속도와 효율을 정량화하면 개인별 암 발생 위험을 조기에 진단하고, 암세포의 항암제 저항성을 객관적으로 파악할 수 있다"며 "향후 실제 사람의 조직을 활용한 후속 검증을 통해 개인 맞춤형 항암 치료 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

KRISS 바이오물질측정그룹 및 유기측정그룹, 미국 라이트 주립대 의과대학 연구팀이 공동으로 수행한 이번 연구 결과는 생명과학 분야 저명 학술지인 Nucleic Acids Research(IF: 13.1)에 지난 3월 게재됐다.

[e-mail] 연지안 기자