박테리아 마이코플라즈마, 암의 근원 ‘손상 DNA’ 보수 방해

2019-04-10 10:36:02 조선우 기자
▲암은 치명적인 질병 중 하나로써 아직까지 완치할 수 있는 치료제를 개발하지 못했다(사진=ⓒ123RF)

메릴랜드의과대학이 박테리아 마이코플라즈마가 세포의 손상된 DNA 보수 활동을 방해한다는 사실을 밝혀냈다.

암은 많은 사람이 걸릴 수 있는 치명적인 질병이다. 의학과 과학이 현대화됐지만, 아직까지 암을 완치할 수 있는 치료제는 개발되지 않았다. 암의 일반적인 특징은 세포가 통제할 수 없을 정도로 성장해 다중 장기 부전을 유발하고 결국 사망에 이르게 만든다는 것이다. 그리고 암의 증상은 종양의 크기와 발병 위치에 따라 다양하게 나타난다.

암 병리학

암은 여러 가지 유형이 있으며, 이는 처음 발병 위치와 종양 형태에 따라 분류된다. 그리고 암 환자의 예후를 판단하기 위해서는 암의 진행 단계를 예측하는 것이 중요하다.

발암성 세균 단백질

메릴랜드의과대학 인간바이러스학연구소는 세포가 암의 근원인 손상된 DNA를 보수하려는 것을 박테리아 마이코플라즈마가 방해한다는 사실을 밝혀냈다.

완전하게 성장한 종양에서 볼 수 있는 마이코플라즈마 DNA의 흔적은 한두 가지 밖에 없다. 즉, 암 세포가 완전히 성장하게 되면 세균 단백질이 더 이상 필요하지 않다는 것을 의미하는 것이다.

로버트 갈로 박사는 암의 20% 가량은 감염으로 유발되며 나머지는 바이러스 때문에 발생하는 것으로 간주된다고 말했다.

마이크로플라즈마는 암과 관련이 있다. 특히 HIV 환자에게 유발되는 암과 직결된다. 한편, 이번 연구는 세균성 감염이 어떻게 암의 전조가 될 수 있는지 밝혀내는 것이 취지였다. 연구팀이 알아낸 것은 모든 감염증이 지속되지 않으며 모든 암 세포에 단백질이 존재하는 것은 아니라는 사실이었다. 그리고 연구팀은 세균으로 유발된 감염이 항암제 효과를 저해하는 원인도 조사했다.

연구팀은 마이코플라즈마가 림프종 같은 암에 원인이 되는지 확인하기 위해 면역체계가 약화된 실험쥐를 사용했다. 그리고 두 가지 상황을 비교 분석했다. 하나는 감염되지 않았지만 면역체계가 약화된 실험쥐가 림프종에 걸린 상황과 마이코플라즈마를 주사했으며 면역체계가 약화된 실험쥐지만 림프종에 걸리지 않은 상황이었다.

데이비드 젤라 박사에 따르면 연구팀은 DnaK라는 단백질에 중점을 뒀다. 젤라 박사는 “이 단백질은 여러 다른 단백질을 손상되지 않도록 보호자 역할을 했다. 그러나 감염증이 DNA 보수 역할을 하는 중요한 단백질과 p53 같은 항암제의 활성을 줄였다”면서 “그 결과 마이코플라즈마에 감염된 세포는 손상된 DNA를 적절하게 수리할 수 없었으며 그 결과 암 유발 위험이 증가했다”고 설명했다.

▲종양의 유형과 발병 위치에 따라 암을 분류할 수 있다(사진=ⓒ123RF)

암 감지 세균

베일러의과대학과 텍사스대학의 연구팀은 DNA에 손상을 유발해 세포가 암세포가 되도록 조장하는 인간 단백질을 감지하기 위해 박테리아 대장균을 사용했다. 이 획기적인 접근법은 4,000개나 되는 대장균 유전자 각각을 과잉 발현하는 세균을 조작해서 지나치게 많은 단백질로 유발되는 DNA 손상 원인인 생물학적 메커니즘을 확인하는 방법이다.

연구팀은 이번 연구 결과가 인간 암 치료에 새로운 전략을 제시하고 암 유발 위험이 있는 사람을 사전에 판단하는 데 도움이 될 것이라고 주장했다.

수전 로젠버그 박사는 “단백질 과잉 생산으로 인해 DNA가 손상되는 것이며 이는 일반적인 세포 사건”이라며 “연구팀의 연구 목표는 암으로 이어질 수 있는 DNA 손상을 유발하는 과잉 생산된 단백질을 감지하는 것”이라고 설명했다.

DNA 손상

DNA가 손상되면 암과 다른 유전성 질병을 유발할 수 있는 돌연변이가 발생할 수 있다. 그리고 이는 진화에도 영향을 미치게 된다. 로젠버그 박사는 “암은 돌연변이 질병이다. 특정한 유전자에 여러 가지 돌연변이가 축적된 세포가 암세포로 변할 가능성이 높다”고 설명했다.

그리고 DNA 손상은 간접흡연과 태양으로 인한 화상 같은 환경적 요인으로 발생할 수도 있다. 연구진은 “내인성 DNA 손상 촉진 단백질의 정체성과 기능에 대해 확실히 알려진 것은 거의 없다”고 말했다.

이에 로젠버그 박사와 연구팀은 DNA 손상을 유발하는 세균성 단백질을 찾기 위해 대장균을 사용한다는 획기적인 접근법을 개발한 것이다. 연구팀은 자발적 DNA 손상을 촉진하는 단백질을 확인하게 되면 암을 포함한 질병과 노화 등을 예방, 진단, 치료할 수 있는 방법을 개발할 수 있게 될 것이라고 주장했다.

DNA 손상은 암 예측 지표가 될 수 있다. DNA 손상과 돌연변이가 암으로 이어질 수 있는 방법을 연구한다면, 많은 생명을 살릴 수 있을 것으로 보인다. 로젠버그 박사는 “이번 연구로 인간의 게놈을 보호하는 획기적인 메커니즘에 대한 새로운 장을 열었다”고 말했다.

▲DNA가 손상되면 암과 다른 유전적 질병을 유발할 수 있는 돌연변이가 발생한다(사진=ⓒ123RF)

[리서치페이퍼=조선우 기자]

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