DinB DNA 중합효소의 기능 동정

[애플]

DinB DNA 중합효소(DinB DNA polymerase)의 기능을 규명한 새로운 연구 결과가 영국의 저명한 학술지 '네이처(Nature)' 1월 12일자(439권, 7073호, 225-228)에 발표됐다. 이번 연구는 미국의 학자들이 수행한 것이다.

DinB DNA 중합효소는 4반 세기 전에 발견된 물질로 거의 모든 생명체의 체내에 존재한다. 이들이 거의 모든 생물체에 존재한다는 것은 그 관련 기능이 생명에 핵심적인 역할을 담당한다는 것을 의미한다. 그러나 이는 추측에 불과했을 뿐 구체적인 기능을 규명하는 수준에 이르지는 못했었다. 이번 연구는 이 같은 DinB DNA 중합효소가 DNA에 동반한 특정 손상을 효과적이면서도 정확하게 복구시킨다는 사실을 새롭게 확인했다.

DNA는 독성을 나타내는 화학 물질을 비롯해 신진대사 과정에서 생긴 부산물, 햇빛, 방사선 등에 의해 손상을 입을 수 있다. 어떻게 보면 매우 취약하다고 볼 수 있지만 이런 손상을 효과적이면서도 신속하게 복구시킬 수 있는 기작 또한 존재하기 때문에 DNA에 동반한 모든 손상이 암으로 이행하는 것을 차단한다.

DNA의 안정성에 문제가 생기면 일련의 DNA 중합효소가 활동을 개시해 복구 기전을 작동시킨다. 그러나 이러한 복구 기전은 엄격한 의미에서 볼 때 정확한 복구라고 하기에는 부족하다. DNA 복구(replication)가 중단되지 않을 정도로 구조적인 문제만을 회복시키는 수준을 넘기 어렵기 때문이다. 이런 면에서 볼 때 이번에 동정된 DinB DNA 중합효소의 기능은 주목할만한 특성을 갖고 있다.

DNA는 네 가지 염기(base)로 구성되어 있는데, 이 가운데 구아닌(guanine ; G)이란 염기에 동반한 문제로 이에 상응하는 시토신(cytosine ; C) 염기 첨가가 불가능해질 때 이를 첨가시키는 작업을 바로 DinB DNA 중합효소가 담당한다. 염기 하나하나 수준에 유전자 이상을 복구하는 기능을 DinB DNA 중합효소가 갖고 있는 셈이다. 염기 C를 첨가하는 속도 또한 매우 빨라서 정상적인 G 염기에 대응해 C를 첨가하는 작업보다 손상된 G에 대응해 DinB DNA 중합효소의 작용으로 C를 첨가하는 속도가 약 15배 정도 더 빠른 것으로 확인됐다.