KAIST, 암세포 발생 순간 되돌리는 분자스위치 발견

"다른 암종 가역 치료제 개발 응용 기대"

연구진. (좌부터)정서윤 박사과정생, (아래)조광현 교수, (위) 신공관 박사, 공정렬 박사. ⓒ한국과학기술원

한국과학기술원(KAIST)은 암세포 발생 순간 되돌리는 분자스위치를 발견했다고 5일 밝혔다.

조광현 KAIST 바이오및뇌공학과 교수 연구팀은 정상세포에서 암세포로 변화하는 순간의 임계 전이 현상을 포착했다. 이를 분석해 암세포를 다시 정상세포로 되돌릴 수 있는 분자스위치를 발굴하는 기술 개발에 성공했다.

임계 전이란 물이 섭씨 100℃에서 증기로 변하는 것처럼 특정 시점에 갑작스러운 상태변화가 일어나는 현상을 말한다. 정상세포가 유전적, 후성유전적 변화의 축적으로 인해 특정 시점에 암세포로 변화되는 과정에도 이러한 임계 전이 현상이 나타난다.

연구팀은 암 발생 과정에서 정상세포가 암세포로 전환되기 직전, 정상세포와 암세포들이 공존하는 불안정한 임계 전이 상태에 놓일 수 있음을 발견했다.

이러한 임계 전이 상태를 시스템생물학 방법으로 분석해 암화 과정을 역전시킬 수 있는 암 가역화 분자스위치 발굴 기술을 개발했다. 이어 대장암세포에 적용해 암세포가 정상세포의 특징을 회복할 수 있음을 분자세포실험으로 확인했다.

암 발생의 임계 전이를 관장하는 유전자 네트워크의 컴퓨터 모델을 단일세포 유전자 발현 데이터로부터 자동 추론해냈다. 시뮬레이션 분석해 암 가역화 분자스위치를 체계적으로 찾아내는 원천기술을 개발한 것이다.

연구팀은 향후 다른 암종의 가역 치료제 개발에도 응용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

조광현 교수는 "정상세포가 되돌릴 수 없는 암세포 상태로 변화되기 직전의 임계 전이 순간을 포착해 암세포의 운명을 다시 정상세포 상태로 되돌릴 수 있는 분자스위치를 발굴해 낸 것ˮ이라고 설명했다.

이어 “특히 이번 연구에서는 그동안 수수께끼로 여겨졌던 암 발생 과정 이면의 세포 내에 어떠한 변화가 일어나는지를 유전자 네트워크 차원에서 상세히 밝혀냈다”며 “암세포의 운명을 다시 정상세포로 되돌릴 수 있는 중요한 단서가 바로 이러한 변화의 순간에 숨어있다는 것을 처음으로 규명한 연구”라고 강조했다.