질병을 유발하는 DNA 손상 검출법 개발

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질병을 유발하는 DNA 손상 검출법 개발 관리자 2012-06-22 88 세계의 과학자들은 분자 크기의 구멍을 통해 유전자 물질을 통과시킴으로써 더 빠르고 저렴한 비용으로 DNA 염기서열을 분석하고자 노력을 기울이고 있다. University of Utah 소속 연구진은 나노구멍을 이용해 돌연변이 및 질병을 유발할 수 있는 DNA의 손상 검출법을 개발했다. 연구 결과는 2012년 6월 18일자 Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)지에 “Crown ether?electrolyte interactions permit nanopore detection of individual DNA abasic sites in single molecules”란 제목으로 게재됐다. Henry S. White 교수는 유기 화학 및 나노구멍을 통해 DNA 손상을 확인할 수 있다고 밝혔다. DNA 가닥은 A, T, G, 그리고 C로 알려진 뉴클레오티드(nucleotide)로 구성된다. 일부의 DNA 가닥이 유전자에 해당한다. 새롭게 개발된 방법을 통해 인간의 30억개의 유전자 속에서 가장 흔히 나타나는 형태인 염기가 없는 위치를 확인할 수 있다. 이러한 DNA 손상은 통상적인 세포 속에서 하루에 18,000 여회 발생하고, 대부분 복구되지만 일부는 유전자 돌연변이 및 궁극적으로 질병 발생으로 이어질 수 있다. 저렴하고 빠른 DNA Sequencing Sequencing이란 뉴클레오티드(nucleotide) 염기 A, C, G, 그리고 T의 순서를 결정하는 과정이다. 질병을 유발하는 유전자 돌연변이를 확인하기 위해 살아있는 생물의 유전자 및 게놈 지도를 결정할 필요가 있는데, 가장 필수적인 과정이라 할 수 있다. 20 년 전, 인간의 유전자를 최초로 분석하는데 10억 달러가 소모됐다. 하지만 지금은 5000~20,000 달러면 충분하다. 미국국립보건원(National Institutes of Health)은 1000 달러 또는 그 이하의 비용으로 유전자 분석을 진행할 수 있는 프로젝트를 진행하고 있다. DNA sequencing은 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 범죄 수사 및 용의자 추적이 가능하고 또한 생물학자로 하여금 살아 있는 생물에 대한 이해의 폭을 넓힐 수 있을 것이다. 농업 분야에서는 농작물의 생산성, 품질들의 향상을 가져올 수 있다. 또한 빠르고 저렴한 개인 유전자 분석은 일명 “맞춤 의학(personalized medicine)” 시대를 열 수 있을 것으로 기대된다. 손상을 확인하기 위한 나노구멍 지금까지 나노구멍을 이용해 100개의 염기 중에서 1~2개의 DNA 손상 위치를 발견하는데 성공했다. DNA sequencing을 위해 사용한 400 nm 직경의 나노구멍은 alpha-hemolysin로 명명했고, 박테리아에서 얻을 수 있는 단백질이라고 설명했다. Henry S. White 교수는 DNA 가닥을 구멍내로 이동시킴으로써 DNA Sequencing을 읽어들이는 것이 아니라 단지 단일 염기의 손상만을 검출한다고 밝혔다. 어떻게 DNA 손상이 돌연변이로 이어지는지 이해하는 것은 매우 중요하다. 이는 질병의 시발점이라 할 수 있기 때문이다. 현재로써는 DNA 손상을 감지하고, 대략적으로 어느 위치에서 (5~10개의 염기 범위 중에서) 손상이 나타나는지 확인할 수 있는 수준이다. 연구진은 손상 위치를 정확하기 집어내고, 어떻게 이러한 손상을 질병으로 이어질 수 있는지 이해하고자 계속적인 노력을 진행하고 있다. 그림) 뉴클레오티드(nucleotide)로 구성된 DNA 가닥에 대한 모식도 출 처 : http://www.nanowerk.com/news/newsid=25638.php           http://www.nanowerk.com/news/newsid=25638.php