건국대 김정현 박사, 혈액암 관련 단백질 전사조절 메커니즘 규명-한국미디어일보

건국대학교 동물생명과학대학 출신 과학자가 혈액암에서 높게 발현되는 단백질 ‘SON’에 의한 관련 유전자의 전사조절(transcriptional regulation) 메커니즘을 규명해, 혈액암 치료와 새로운 치료제 개발 가능성을 높인 것으로 평가받고 있다.

건국대 동물생명과학대학 동물생명공학과(현 줄기세포재생생물학과) 학부와 건국대 의생명과학과 석박사 통합과정(지도교수:조쌍구) 출신인 김정현 박사는 미국 남앨라바마 대학교(University of South Alabama) 미첼 암 연구소(Mitchell Cancer Institute, 안은영 교수)에서 박사 후 연구원으로 근무하면서, ‘SON’ 이라고 불리는 단백질과 혈액암과의 연관성을 찾던 중 혈액암에서 발현이 높게 유지되는 SON 동위체들 (isoforms)을 발견했다.

김 박사는 이들 SON 동위체들의 직접적인 유전자 프로모터(promoter) 결합이 혈액암 관련 유전자의 발현에 중요하게 작용한다는 사실을 밝혀냈다. 김 박사가 주저자로 참여한 이번 연구결과는 3월17일 세포 생물학 분야 세계적 권위의 과학저널 셀(Cell) 자매지인 ‘몰레큘러 셀(Molecular Cell)’지에 발표됐다. 이번 연구 발표는 조쌍구 교수 실험실 출신으로 2013년 셀 논문에 주저자로 논문을 낸 김봉우 박사에 이어 두 번째다.

SON이라는 단백질은 RNA 접합(RNA splicing)에 중요하게 작용하며, 2013년도에는 줄기세포 유지에 관련된 만능화 유전자인 Oct4의 mRNA상태를 직접적으로 조절한다고 알려져 있다. 하지만, SON의 또다른 기능인 직접적인DNA 결합에 의한 전사조절과 SON동위체 (SON isoform)의 존재에 대한 가능성이 추측되었을 뿐 현재까지 어떠한 증명도 되지 않았었다.

이번 연구에서는 두가지 형태의 SON동위체들 즉, 정상형 SON (wild type SON)과 동위형 SON (SON isoform)의 발현이 ‘선택적 RNA 접합 (alternative RNA splicing)’에 의해 조절되며 혈액암에서는 특히 동위형SON의 발현이 월등히 높아진다는 것을 혈액암 환자샘플에서 증명했다.

또 SON 동위형들과 혈액암과의 관계를 확인하기 위해 ‘염색질 침전 DNA 분석 (Chromatin immunoprecipitation-DNA sequencing analysis)’을 이용한 후성유전학 분석 (epigenetic analysis)을 진행했고, 이 결과 SON 단백질의 직접적인 DNA 결합 및 이로 인해 조절되는 유전자 프로모터에 존재하는 히스톤 단백질의 변형 (histone modification)을 성공적으로 밝혀냈다.

또 흥미롭게도 정상형 SON (wild type SON)이 가지고 있는 혈액암 관련 유전자의 발현저해 기능을 동위형 SON (SON isoform)이 억제하여 혈액암 관련 유전자의 발현을 높인다는 연구결과를 통해 SON 동위체간의 발현 비율이 혈액암에서 중요하다는 것을 밝혀냄으로써 앞으로 관련 연구의 중요성을 확인했다.

동물생명공학과 조쌍구 교수는 “이번 연구에서 발견한 SON이라는 단백질의 새로운 작용기작은 앞으로 혈액암을 연구하는데 큰 도움이 될 것이며, 특히 동위형 SON (SON isoform)의 발현이 혈액암에서 높아지는 원인에 관한 연구를 진행한다면 새로운 혈액암 치료제의 개발에도 유용하게 사용될 것”이라고 말했다.

김정현 박사의 이번 연구를 교신저자로 지원한 미첼암연구소의 안은영 교수는 “정상 혈구 전구세포들(normal hematopoietic progenitor cells)이 동위형 SON (SON isoform)의 과발현에 의해서 오랫동안 유지가 된다는 흥미로운 연구결과도 얻었는데, 이러한 결과는 동위형 SON이 혈액암을 유발할 수 있다는 간접적인 증거이며 암줄기세포 (cancer stem cell)와의 관련성 등도 계속 연구를 진행할 것”이라고 말했다.

김정현 박사는 “혈액암 조절 단백질인 SON동위체에 의한 새로운 기능을 찾게 되었고 이러한 기능이 다른 원인에 의한 혈액암 또는 다른 종류의 암과는 어떠한 관련이 있는지도 확인하기 위해 연구를 진행하고 있으며 흥미로운 결과를 얻고 있다”며 앞으로의 후속연구에 대한 가능성도 내놓았다.