'암세포의 감초' p53 유전자, 돌연변이 비밀 풀렸다

미 위스콘신대 연구진, PIPK1-알파 효소 '핵심 작용' 규명

T세포 공격 받는 암세포 [게티이미지뱅크 제공]

(서울=연합뉴스) 한기천 기자 =

암을 연구하는 과학자들 사이에서 p53는 악명 높은 단백질이다.

암이 생기는 과정에서 가장 많이 돌연변이를 일으키는 게 바로 p53 유전자이기 때문이다.

전체 암 발생의 절반 이상에서 이 유전자의 변이가 확인되는 것으로 알려졌다.

이 유전자(단백질)가 과학계의 주목을 받기 시작한 건 1979년이다.

그런데 돌연변이를 일으킨 상태로 관찰돼 암을 촉진하는 단백질로 여겨졌다.

그러다가 10여 년이 지나서야 원래는 이 유전자가 암을 막는다는 게 밝혀졌다.

문제는 왜 멀쩡하던 유전자가 돌연변이를 일으켜 암을 유발하느냐 하는 것이었다.

미국 위스콘신대 매디슨 캠퍼스의 두 과학자가 30년 넘게 의학계를 괴롭혀 온 이 미스터리를 풀었다.

p53 단백질에 돌연변이가 생기는 메커니즘을 밝혀낸 것이다.

뜻밖에도 주범은, 지방과 흡사한 지질 전달자(lipid messenger)와 열충격단백질(heat shock protein)이었다.

18일(현지시간) 미국 밀워키의 유력 매체인 '저널 센티널'에 따르면 이번 연구의 주역인 리처드 앤더슨 교수와 빈센트 크린스 교수는 이날 저널 '네이처 셀 바이올러지(Nature Cell Biology)'에 관련 보고서를 발표했다.

이 발견은 '패러다임 전환'이라 일컬어질 만큼 학계의 예상을 깨는 것이다.

지금까지 p53 단백질에 관한 논문이 9만4천여 건이나 발표됐지만, 지질 전달자와 연결짓는 내용이 들어간 건 단 하나도 없었다고 한다.

이 둘은 세포 내 위치부터 완전히 다르다.

p53의 활성 영역은 세포의 정중앙인 핵이지만, 지질 전달자는 세포막(cell membrane)에 있다.

이번 연구에선 지금까지 p53와의 연관성이 전혀 알려지지 않았던 PIPK1-알파 효소가 p53의 돌연변이에 큰 영향을 미친다는 것도 새롭게 밝혀졌다.

하버드대 의대의 조안 브루게 세포생물학 교수는, 여러 유형의 암 발생 과정에서 보이는 p53의 역할을 생각하면 이 연구결과는 "암 연구의 새롭고 중요한 통찰"이라고 평가했다.

사실 앤더슨 교수와 크린스 교수는 20년 넘게 이 분야에 천착해 온 전문가이다.

앤더슨 박사는 자신의 이름을 딴 실험실(lab)을 운영해 왔는데, 20여 년 전에 이미 PIPK1-알파 효소와 분자 단위가 작은 '열충격단백질(HSP; heat shock protein)'을 발견했다.

그 후 크린스 교수는 이 HSP를 집중적으로 연구했다.

HSP는 세포나 조직, 개체가 생리적 표준보다 높은 온도에 노출됐을 때 합성되는 단백질이다. 분자량에 따라 다양한 특성을 보이며, 변성 단백질 등의 선택적 분해 효소로 작용한다.

발견의 핵심은, p53의 돌연변이를 제어하는 지질 전달자를 생성하는 게 바로 PIPK1-alpha 효소라는 사실이다.

지질 전달자가 p53에 꼬리표를 붙이면, 이 꼬리표가 p53를 원래 기능에서 해제해 열충격단백질과 상호작용하게 유도한다는 것이다.

그러면 활발하게 세포를 보호하던 p53가 종양의 왕성한 성장을 유도하는 쪽으로 역할을 바꾼다는 게 연구팀의 결론이다.

앤더슨 교수는 "워낙 우리 보고서 내용이 패러다임을 바꾸는 것이어서 매우 치밀한 준비가 필요했다"면서 "아주 예외적으로 1년 넘게 저널(네이처)의 심사를 받았다"고 전했다.

뉴욕주립대 암센터의 암 생물학 프로그램 공동운영자인 우테 몰 교수는 이번 연구가 "암 치료 약 개발의 새로운 표적 두 개를 열었다"면서 PIPK1-알파 억제와 HSP 합성 차단을 예로 들었다.

앤더슨 교수는 "아직 p53를 표적으로 개발된 (암 치료) 약물은 하나도 나오지 않았다"면서 당장 이 부분의 연구에 주력할 것임을 시사했다.