조광현 KAIST 교수팀, ITㆍBT 융합연구 통해 암억제 단백질 신호 네트워크 흐름 파악
국내 연구진이 암세포 내 물질간 신호 네트워크를 제어해 유방암세포의 자살을 유도하는 최적의 약물조합을 찾아냈다. 이 연구는 IT와 BT를 융합한 접근 방식을 이용했다는 점에서 의미가 있다는 평가다.
KAIST 조광현 석좌교수(바이오및뇌공학과ㆍ사진)와 최민수 박사과정생, 주시 박사, 정성훈 교수 및 시첸 박사과정생 연구팀은 대표적인 암 억제 단백질인 `p53'의 조절 네트워크에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 유방암세포 자살을 강하게 유도하는 경로를 찾아내고, 이를 가능케 하는 약물조합을 발견했다고 19일 밝혔다.
이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 세계적인 과학전문지인 사이언스의 자매지인 `사이언스 시그널링'지 20일자에 표지논문으로 게재됐고, 사이언스지에도 특집기사로 소개됐다.
유방암은 선진국에서 발병하는 여성암 중 가장 흔한 암으로, 40∼55세 미국 여성의 사망원인 1위를 차지한다. 국내에서도 서구식 식습관과 저출산 등의 영향으로 발병빈도가 매년 증가하고 있다.
p53은 세포 증식과 사멸을 조절하는 단백질로, 지금까지 암 치료를 위해 집중적으로 연구되고 있다. 몸 속 세포가 손상되거나 오작동하면 p53은 손상된 DNA의 복제를 억제하고 문제가 생긴 세포의 복구를 시도한다. 또 만약 세포 복구가 불가능하다고 판단되면 세포가 스스로 자살하도록 유도한다.
p53은 세포 내 복잡한 신호전달 네트워크 속에서 여러 분자들간의 상호작용에 의해 작동하는데, 연구진은 그 흐름을 파악하기 위해 지난 30여년간 쌓인 실험 데이터를 적용, 클러스터 컴퓨터를 이용해 시뮬레이션을 했다. 그 결과 DNA 손상을 감지하는 분자인 `윕1'(Wip1)을 억제하면 p53이 세포자살 모드로 전환해 암세포 사멸로 이어짐을 밝혀냈다. 특히 윕1 억제제와 기존에 임상시험 중인 표적항암제인 `뉴트린-3(Nutrin-3)'을 함께 적용하면 효과가 훨씬 커진다는 사실을 알아내고 이를 실제 유방암세포 실험을 통해 확인했다.
조광현 교수는 "이 연구는 시스템생물학을 통해 기존의 직관적인 생물학 연구의 한계를 극복할 수 있음을 보여주는 대표적인 사례"라며 "특히 DNA 손상을 가져오는 화학물질이나 방사선 조사를 하지 않고도 거의 동일한 수준으로 암세포가 사멸됨을 확인했다"라고 밝혔다.
안경애기자 naturean@
KAIST 조광현 석좌교수(바이오및뇌공학과ㆍ사진)와 최민수 박사과정생, 주시 박사, 정성훈 교수 및 시첸 박사과정생 연구팀은 대표적인 암 억제 단백질인 `p53'의 조절 네트워크에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 유방암세포 자살을 강하게 유도하는 경로를 찾아내고, 이를 가능케 하는 약물조합을 발견했다고 19일 밝혔다.
이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 세계적인 과학전문지인 사이언스의 자매지인 `사이언스 시그널링'지 20일자에 표지논문으로 게재됐고, 사이언스지에도 특집기사로 소개됐다.
유방암은 선진국에서 발병하는 여성암 중 가장 흔한 암으로, 40∼55세 미국 여성의 사망원인 1위를 차지한다. 국내에서도 서구식 식습관과 저출산 등의 영향으로 발병빈도가 매년 증가하고 있다.
p53은 세포 증식과 사멸을 조절하는 단백질로, 지금까지 암 치료를 위해 집중적으로 연구되고 있다. 몸 속 세포가 손상되거나 오작동하면 p53은 손상된 DNA의 복제를 억제하고 문제가 생긴 세포의 복구를 시도한다. 또 만약 세포 복구가 불가능하다고 판단되면 세포가 스스로 자살하도록 유도한다.
p53은 세포 내 복잡한 신호전달 네트워크 속에서 여러 분자들간의 상호작용에 의해 작동하는데, 연구진은 그 흐름을 파악하기 위해 지난 30여년간 쌓인 실험 데이터를 적용, 클러스터 컴퓨터를 이용해 시뮬레이션을 했다. 그 결과 DNA 손상을 감지하는 분자인 `윕1'(Wip1)을 억제하면 p53이 세포자살 모드로 전환해 암세포 사멸로 이어짐을 밝혀냈다. 특히 윕1 억제제와 기존에 임상시험 중인 표적항암제인 `뉴트린-3(Nutrin-3)'을 함께 적용하면 효과가 훨씬 커진다는 사실을 알아내고 이를 실제 유방암세포 실험을 통해 확인했다.
조광현 교수는 "이 연구는 시스템생물학을 통해 기존의 직관적인 생물학 연구의 한계를 극복할 수 있음을 보여주는 대표적인 사례"라며 "특히 DNA 손상을 가져오는 화학물질이나 방사선 조사를 하지 않고도 거의 동일한 수준으로 암세포가 사멸됨을 확인했다"라고 밝혔다.
안경애기자 naturean@
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