DNA 복제 과정의 비밀: 스위치 단백질 BAZ1B의 역할

DNA는 생명체의 청사진으로 불리며, 모든 유전 정보를 담고 있습니다. 이 청사진이 정확하게 복제되지 않으면 생명체는 제대로 기능하지 못합니다. 이번 연구는 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단이 DNA 복제 과정에서 중요한 단백질 BAZ1B의 역할을 밝혀낸 것입니다.

 

 

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DNA 복제 중에 손상이나 장애가 발생하면, 이를 우회하고 복제를 재개하기 위해 정확한 조절이 필요합니다. 이 과정이 올바르게 작동하지 않으면 암과 같은 질병으로 이어질 수 있습니다. IBS 연구팀은 이러한 과정을 정밀하게 조절하는 단백질을 찾아내면서, 유전체 안정성을 유지하는 핵심 메커니즘을 밝혀냈습니다.

DNA 복제를 조절하는 스위치 단백질 BAZ1B

IBS 연구팀은 DNA 복제 과정에서 중요한 역할을 하는 BAZ1B 단백질을 발견했습니다. 이 단백질은 ATAD5라는 다른 단백질과 결합하여 손상된 DNA 우회 신호를 조절합니다. 이를 통해 손상된 부분을 복구한 후, 정상적인 복제를 다시 시작할 수 있도록 돕습니다.

 

만약 BAZ1B가 없거나 제대로 작동하지 않으면 DNA 복제가 비정상적으로 빠르게 종료되고, 유전체 불안정성이 발생할 수 있습니다. 연구팀은 이러한 과정을 분자 단위에서 규명하고, 실험을 통해 그 중요성을 입증했습니다.

BAZ1B와 ATAD5의 상호작용 구조

아래 이미지는 BAZ1B 단백질이 ATAD5와 어떻게 결합하여 DNA 복제 재개를 조절하는지 보여줍니다. 이 과정은 손상된 DNA를 우회하는 데 필수적입니다.

▲ BAZ1B와 ATAD5 단백질에 의한 Ub-PCNA 탈유비퀴틴화 조절

BAZ1B 결함으로 인한 유전체 불안정성

다음 이미지는 BAZ1B 단백질이 없을 때 발생하는 문제를 시각화한 것입니다. 이 경우 DNA 복제가 멈추고, 세포는 손상된 DNA로 인해 사멸에 이르게 됩니다.

▲ BAZ1B에 의한 Ub-PCNA 탈유비퀴틴화 조절 과정이 손상되면 유전체 불안정성이 초래된다.

연구진과 논문 정보

이번 연구는 IBS 유전체 항상성 연구단의 강석현 연구위원과 김영재 박사과정 연구원이 주도했습니다. 연구팀은 다양한 실험과 AI 기반 단백질 구조 예측 프로그램인 알파폴드를 활용해 연구를 진행했습니다.

 

이 연구는 Nature Communications 저널에 2024년 12월에 게재되었으며, 암과 같은 질병 연구에 중요한 기초 데이터를 제공합니다.

• 저널: Nature Communications (2024)
• 논문명: ATAD5-BAZ1B interaction modulates PCNA ubiquitination during DNA repair
• 저자: Yeongjae Kim (김영재), Na Young Ha (하나영), Mi-Sun Kang (강미선), Eunjin Ryu (류은진), Geunil Yi (이근일), Juyeong Yoo (유주영), Nalae Kang (강나래), Byung-Gyu Kim (김병규), Kyungjae Myung (명경재), and Sukhyun Kang (강석현, 교신저자)

이 연구가 가지는 의미와 미래

BAZ1B 단백질의 역할을 밝힌 이번 연구는 유전체 안정성을 유지하고, 손상된 DNA가 효율적으로 복구되도록 돕는 중요한 메커니즘을 제시합니다. 연구팀은 앞으로 이 단백질이 손상 복구 및 복제 조절 과정에서 어떤 추가적인 역할을 하는지 탐구할 계획입니다.

 

이 연구는 암 치료 및 유전 질환의 예방과 관련된 새로운 길을 열어줄 것입니다. 과학이 우리 삶에 가져올 변화를 기대하며, 기초과학연구원의 혁신적인 연구에 박수를 보냅니다.