KAIST, 암세포를 정상으로 되돌리는 분자스위치 발굴 기술 개발
국내 연구진이 정상세포가 암세포로 변화되는 순간의 유전자 네트워크를 분석해 암세포를 다시 정상세포로 되돌릴 수 있는 분자스위치를 찾는 기술을 개발했다.
조광현 한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과 교수 연구진은 정상세포에서 암세포로 변화하는 순간의 임계 전이(臨界轉移, critical transition) 현상을 포착하고 이를 분석해 암세포를 다시 정상세포로 되돌릴 수 있는 분자스위치를 발굴하는 기술 개발에 성공했다고 5일 밝혔다. 임계 전이는 물이 섭씨 100도에서 수증기로 변하는 것처럼 특정 시점에 갑작스러운 상태변화가 일어나는 현상을 말한다.
앞서 연구진은 암세포를 죽이지 않고 그 상태만을 변환시켜 정상 세포와 유사한 상태로 되돌리는 ‘암 가역 치료’ 원천기술을 개발한 바 있다. 이번 연구에서는 암 발생 과정에서 정상세포가 암세포로 전환되기 직전, 정상세포와 암세포들이 공존하는 불안정한 임계 전이 상태에 놓일 수 있음을 확인하고, 이를 활용한 치료법을 개발했다.
연구진은 정상 세포가 암 세포로 바뀌는 임계 전이를 관장하는 유전자 네트워크의 컴퓨터 모델을 단일세포의 유전자 데이터로부터 자동 추론하고 분석해 암 가역화를 위한 분자스위치를 체계적으로 찾아냈다. 그리고 이를 대장암 세포에 적용해 암세포가 정상세포의 특징을 회복할 수 있다는 점을 확인했다.
연구진은 개발한 원천기술을 대장암 외의 다른 암종의 치료제 개발에도 응용할 수 있을 것이라 봤다. 조광현 교수는 “이번 연구에서는 그동안 수수께끼로 여겨졌던 암 발생 과정 이면의 세포 내에 어떠한 변화가 일어나는지를 유전자 네트워크 차원에서 상세히 밝혀냈다”며 “암세포의 운명을 다시 정상세포로 되돌릴 수 있는 중요한 단서가 바로 이러한 변화의 순간에 숨어있다는 것을 처음으로 규명한 연구”라고 강조했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 온라인판에 지난달 22일 게재됐다.