한림대학교(총장 최양희) 생명과학과 김재진 교수 연구팀이 'BRD9 단백질 결핍에 의한 백혈병 세포 성장 억제 기전'에 관한 연구 결과를 국제저명 학술지에 발표했다.

융복합 유전체 연구소의 이서윤 연구교수가 참여한 본 논문은 ‘Depletion of BRD9-mediated R-loop accumulation inhibits leukemia cell growth via transcription-replication conflict’라는 제목으로 핵산 생화학 분야 저명 국제학술지(Nucleic Acids Research, IF 16.6)에 게재됐으며 한국인 과학자들이 발표한 우수한 생명과학

▲(왼쪽부터) 이서윤 한림대 융복합 유전체 연구소 연구교수,

    김재진 한림대 생명과학과 교수>

논문으로 선정되어 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’에도 소개됐다.

이번 연구는 백혈병 세포에서 BRD9 단백질의 역할과 R-루프 축적 현상을 규명함으로써 백혈병 치료의 새로운 패러다임을 제시했다.

백혈병은 혈액암의 대표적인 형태로, 전 세계적으로 매년 수십만 명의 환자가 발생하는 난치성 질환이다. 기존의 화학요법과 방사선 치료는 심각한 부작용을 동반하며, 재발률이 높아 새로운 치료 접근법이 절실히 필요한 상황이다. 특히 백혈병 세포는 정상 세포와 다른 독특한 분자적 특성을 가지고 있어, 이를 표적으로 하는 정밀 치료제 개발이 중요한 과제로 대두되고 있다.

김재진 교수 연구팀은 이번 연구에서 BRD9 (Bromodomain-containing protein 9) 단백질이 백혈병 세포의 생존과 증식에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 발견했다. 연구팀은 BRD9 단백질이 결핍될 경우 세포 내에서 R-루프(R-loop)라는 특수한 DNA-RNA 구조체가 축적되며, 이로 인해 전사(transcription)와 복제(replication) 과정 간의 충돌이 발생한다는 새로운 메커니즘을 규명했다.

R-루프는 DNA의 두 가닥 중 하나와 RNA가 결합하여 형성되는 3중 나선 구조로, 정상적인 조건에서는 엄격하게 조절되지만 과도하게 축적될 경우 유전체 불안정성을 야기한다. 연구팀은 BRD9 단백질이 이러한 R-루프의 해소에 중요한 역할을 하며, 이 단백질이 결핍되면 백혈병 세포에서 치명적인 DNA 손상이 유발되어 세포 성장이 억제된다는 것을 밝혀냈다.

김재진 교수는 “이번 연구로 BRD9 단백질이 백혈병 치료의 새로운 표적이 될 수 있음을 확인했다”며 “전사-복제 충돌을 유도하는 이 메커니즘을 활용하면 기존 치료법보다 부작용은 줄이면서 효과는 높인 혁신적인 백혈병 치료제 개발이 가능할 것”이라고 말했다. 또한 “R-루프 축적 현상을 조절하는 새로운 치료 전략은 백혈병뿐만 아니라 다른 혈액암 치료에도 응용할 수 있어 광범위한 임상적 의의를 가진다”고 덧붙였다.

이번 연구는 백혈병 세포의 분자생물학적 특성을 깊이 있게 이해하고, 이를 바탕으로 한 정밀 치료 전략을 제시했다는 점에서 높은 평가를 받았다. 특히 BRD9 단백질을 표적으로 하는 저분자 화합물 개발이나 RNA 간섭 기술을 활용한 치료제 개발 등 다양한 치료 접근법의 가능성을 열어놓았다.

한편, 본 연구는 교육부의 ‘창의-도전연구’, 과학기술정보통신부의 ‘우수신진연구’와 ‘기초연구실사업’의 지원을 받아 수행됐다.