물리의 눈으로 DNA간 인식의 비밀 밝혔다(03.31)

김하진 UNIST 교수, "노화 억제, 질병 치료 등 삶의 질 향상에 기여"

백승민 기자 bsm1702@hellodd.com

 

 

물리학자들이 유전체를 이루는 DNA의 법칙을 새로 규명했다.

 

UNIST(울산과학기술원, 총장 정무영)는 김하진 생명과학부 교수와 유제중 미국 일리노이대 연구원 공동연구팀이 이중나선 DNA가 단백질 없이도 직접 다른 이중나선 DNA 서열을 감지할 수 있다는 것을 입증했다고 31일 밝혔다.

 

DNA 분자는 상보적인 2개의 DNA 사슬이 특이적인 수소결합에 의해 결합한 상태로 이중나선구조를 취하게 된다.

 

생물학의 관점에서는 유전자를 조절하는 현상 대부분에 특정 단백질이 기능한다고 보는 것이 일반적이다. 그러나 물리학 기반으로 생명현상을 바라보는 생물물리학자들의 접근은 달랐다.

 

공동 연구팀은 DNA와 주변을 이루는 원자 하나하나를 다루는 시뮬레이션과 DNA 분자 한 쌍을 나노스케일의 공간에 가두어 관찰했다.

 

그 결과 DNA 사이의 잡아당기는 힘은 메틸기(methyl group)의 분포에 의해 결정되는 것을 밝혔다. 유기화학의 기본적인 단위이며 유전학의 가장 주요한 인자인 메틸기가 DNA의 응축을 조절하는 것이다.

 

또한 이번 연구결과로 DNA 사이의 직접적인 정전기 작용이 2m에 달하는 염색체를 꼬아 세포핵 내에 배치하고 그 뭉침과 풀림을 통해 유전자 발현을 조절하는 데 주요한 역할을 할 수도 있다는 것을 증명한 것이다.

 

특히 이번 연구는 유전학과 진화론 뒤에 물리 원칙이 깔려있을 수 있다는 의미심장한 가설을 제시한 것으로 추가적인 연구에 기대를 모으고 있다.

 

이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)'의 22일자에 게재됐다.

 

김하진 교수는 "생물물리학은 살아 움직이고 끊임없이 변하는 분자와 세포를 연구한다는 점에서 매력적이다"며 "아직 밝혀지지 않은 생명현상의 원리를 찾기 위한 연구를 계속할 것"이라고 밝혔다.