국내 연구진이 풀리지 않던 DNA 결합부분에 대한 입체구조를 규명, 세계적 저널인 네이처 20일자 표지(사진) 논문으로 실렸다.
성균관대 의대 김경규(39) 교수와 중앙대 의대 김양균(38) 교수 등의 공동연구팀은 오른쪽으로 회전하는 모양의 DNA(B-DNA)와 왼쪽으로 회전하는 모양의 DNA(Z-DNA)가 결합한 부위의 입체구조를 처음으로 밝혔다.
1953년 왓슨과 크릭이 DNA 이중나선구조(B형)를 처음 밝힌 논문이 네이처에 실리고, 79년 Z형 구조가 규명된 후 다시 20여년만에 네이처에 관련 논문이 실린 것이다.
DNA는 체내에서 대부분 B형이지만, 일시적으로 긴 사슬가닥의 중간 부분이 Z형으로 바뀌어 두가지 형태가 만나는 부위가 생긴다.
이 결합부위에 포항방사광가속기의 X선을 쪼여 입체구조를 살핀 결과, 연구팀은 결합부위에서 단 하나의 DNA 염기쌍이 풀어져 2개의 염기가 돌출되는 간단한 방법으로 구조가 B형에서 Z형으로 바뀐다는 사실을 밝혀냈다. 이는 Z-DNA가 매우 불안정한 구조여서 결합부위가 복잡할 것이라는 연구자들의 예상을 깨뜨린 것이다.
김경규 교수는 “Z-DNA는 짧은 순간 존재했다가 다시 모양을 바꾸기 때문에 연구가 어려웠는데 Z-DNA에만 선택적으로 결합하는 단백질을 이용해 모양을 고정시킨 후 분석했다”고 말했다.
네이처지는 해설(News and Views)에서 이 연구성과에 대해 “유전자 발현의 조절인자로 알려져 있는 Z-DNA의 구조적 연구뿐만 아니라 그 역할을 규명하는 연구에 일대 혁명을 가져올 것으로 예상된다”고 평가했다.
김희원 기자 hee@hk.co.kr
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