강호철 아주대 의대 생리학 교수팀(윤정현·황이슬·윤한솔 연구원)은 자가 포식과정에 관여하는 단백질인 ‘LC3B’가 유전체 손상 복구 과정에서 핵심적인 역할을 수행한다는 사실을 밝혀냈다고 20일 발표했다.

자가포식(autophagy)은 세포질의 노폐물, 퇴행성 단백질, 수명을 다한 세포소기관 등이 세포에 의해 제거되는 과정이다. 

연구팀은 레이저 마이크로 조사(micro-irradiation) 시스템과 다양한 분자 생물학적 실험 방법을 활용하여 LC3B가 핵 내 DNA-RNA 하이브리드(R-루프)와 직접적인 상호작용을 통해 유전자 손상으로 인한 오류를 복구함으로써 유전체의 안정성을 유지하는 결정적인 역할을 하는 기전을 확인했다.

유전체 중 약 75%가 전사될 수 있으며, 특히 전사가 활발한 유전체 영역은  DNA 손상에 더욱 취약한 것으로 알려져 있다. 만일 이러한 유전체 손상 및 복구 과정에서 손상을 적절히 복구하지 못할 경우 돌연변이나 유전체 정보의 손실, 다양한 질병의 위험이 증가한다.

연구팀은 “LC3B 단백질이 유전체 손상 복구 과정에서 매우 중요한 역할을 하고 있었음을 처음 확인하고, 그 발생 기전이 LC3B와 R-루프 간 상호작용에 의한 것임을 확인했다”고 말했다.

강호철 교수는 “유전체 손상은 암을 비롯한 많은 질병을 일으키는 주요 원인으로 질병을 극복하기 위해서 풀어야 할 과제였다”며 “이번 LC3B 단백질의 새로운 역할 발견은 다양한 질환의 예방 및 치료법 개발의 새로운 가능성을 열어 줄 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구는 지난 2월 생명과학 분야 저명한 국제 학술지 ‘Nucleic Acids Research’(IF 14.9)에 ‘LC3B drives transcription-associated homologous recombination via direct interaction with R-loops’(자가포식 주요 인자인 LC3B에 의한 새로운 유전체 안정성 조절기전의 규명)란 제목으로 게재됐다.