난자 DNA 손상 복구 원리 밝혔다…"난임 치료 새 지평"

오정수 성균관대 교수 연구팀
MDC1·TOPBP1 단백질 관여 확인

국내 연구진이 난자가 손상된 DNA를 복구하는 새로운 기전을 규명해 DNA 손상으로 인한 난자의 질 저하를 예방하고, 보조생식술의 성공률을 높일 수 있는 학문적 토대를 마련했다.

그림출처=한국연구재단 제공.

한국연구재단)은 오정수 성균관대 교수 연구팀이 난자에서 특이적으로 일어나는 DNA 손상 복구 기전을 규명했다고 20일 밝혔다.

여성은 평생 사용할 난자를 난소에 품고 태어난다. 난자는 난소에서 오랜 기간 감수분열 초기 단계에 멈춰 있기 때문에 체세포에 비해 DNA 손상에 취약하다. 또 보조생식술 시 난자의 체외배양 과정에서 활성산소가 증가해 DNA 손상이 유발될 수 있다. 손상된 DNA를 가진 난자는 배아 발달이 저해되고, 난임과 불임, 유산, 기형아 출산 등의 위험이 높다.

인체를 구성하는 모든 세포는 유전적 안정성을 유지하기 위해 손상된 DNA를 감지하고 복구하는 기전을 가지고 있다. 연구팀은 선행연구를 통해 난자도 DNA 손상을 감지하고 복구하는 기전이 있다는 사실은 확인했었다. 연구팀은 여기서 한 걸음 나아가 난자의 DNA 손상 복구 기전을 구체적으로 밝혀내는 데 성공했다.

우선 상세한 난자의 성숙 과정에서 DNA 손상 복구에 관여하는 MDC1과 TOPBP1 단백질의 움직임을 관찰했다. 이들 인자들이 평소에는 난자의 방추극에 모여 있다가 DNA 손상이 가해진 후에 염색체로 이동하는 것을 확인했다. 난자에서 특이적으로 발생하는 DNA 손상 복구의 새로운 기전을 규명한 것이다.

연구팀은 난자가 성숙 과정에서 DNA 손상이 발생하면, 염색체와 방추사가 상호작용하여 DNA 복구에 필요한 인자들을 방추극에서 방추사-동원체로 이어지는 경로를 통해 염색체로 이동시키는 것을 확인했다. 또 DNA 손상복구 인자의 이동이 CIP2A 단백질을 매개로 일어나며, PLK1 인산화 효소를 통해서 제어됨을 규명했다.

오 교수는 “이번 연구를 통해 여성의 생식력을 보존하기 위한 전략 개발에 필요한 기본적인 정보를 제공했다"며 “앞으로는 난자의 DNA 손상 복구 능력을 제어해 난자 노화 및 질 저하를 예방하고 치료법을 개발하기 위한 연구를 진행할 계획"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 핵산 연구분야 국제학술지 ‘뉴클레익 액시드 리서치(Nucleic Acids Research)’에 지난달 31일 실렸다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr