이번 성과는 성균관의대 분자세포생물학교실 이창우 교수와 김현수 박사(제1저자) 팀이 수행한 이번 연구성과는 세포분열과정에서 염색체 이상으로 인해 유발될 수 있는 암이나 다운증후군 등의 다양한 질환들에 대한 발병 기전을 이해하는 데에 기여할 것으로 기대된다.

생물의 성장이나 발달을 위해서는 세포분열이 필수적이며, 세포분열시 핵 안의 염색체가 2배로 복제된 후, 2개의 딸세포로 분리되는 과정이 정밀하게 제어되어야 유전정보가 정확하게 전달될 수 있다.

염색체 복제과정 조절에 있어서 코헤신이라는 거대 단백질 복합체가 관여하는 것으로 알려져 있지만, 대부분 효모(yeast)에서 증명되었고, 인간세포에서의 정확한 기전을 밝히는 데에는 한계가 있었다.

연구팀은 세포분열과정에서 복제된 염색체를 결합하고 분리시키는 과정에 작용하는 새로운 단백질 Ssu72를 발굴하고, 이 단백질이 발암 유전자이자 단백질인 Aurora B와 상호작용함을 규명해 냈다.

연구팀은 Ssu72가 복제과정을 조절하는 코헤신 단백질에 작용하는 탈인산화효소임을 밝혀내고, 세포 내에서 Ssu72를 억제시키거나 변형시키면 복제된 염색체가 비정상적으로 빠르게 분리되는 것을 확인함으로써 복제된 염색체를 결합시키기 위해서는 Ssu72가 필수임을 알아냈다.

또한, 세포의 유사분열기에서 매우 중요하다고 알려진 Aurora B가 인산화효소로 Ssu72에 작용하면, Ssu72의 기능인 탈인산화 활성도가 현저하게 낮아짐을 알아냈다.

염색체 분리과정에서의 오류로 인한 염색체 이상은 암이나 다운증후군 같은 유전질환 등으로 이어질 수 있는데, 이번 연구성과는 세포분열시 복제된 염색체의 결합 및 분리가 Ssu72의 탈인산화 활성에 의해 조절됨을 밝힘으로써, 향후 이러한 질병의 원인규명이나 치료제 개발 등에 중요한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

이창우 교수는 “연구초기부터 염색체 결합 및 분리 기전에 관심이 많았으며, 난제로 남아있던 인간세포에서 복제된 염색체가 결합하고 분리되는 새로운 작용기전을 밝혀서 기쁘다”면서,“앞으로 염색체 이상 질환 환자들에게 실질적으로 도움이 될 수 있도록 꾸준히 연구하겠다”고 밝혔다.

한편, 이번연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터지원사업 등의 지원으로 수행됐으며 연구성과는 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)지 10월 23일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명 : Functional interplay between Aurora B kinase and Ssu72 phosphatase regulates sister chromatid cohesion )