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갑상선암에서 자주 발견되는 'EZH1 Q571R' 돌연변이가 종양 억제 유전자 발현을 차단해 암세포의 성장을 촉진한다는 연구 결과가 나왔다

서울의대 약리학교실 이철환 교수, 서울대병원 유방내분비외과 이규언 교수, 서울대 물리천문학부 류제경 교수 공동 연구팀은 여포성 및 호산성 갑상선암 환자 조직과 세포주, 동물 모델을 활용해 EZH1 Q571R 돌연변이의 분자적 작동 기전을 규명했다고 밝혔다.

연구 결과, EZH1 Q571R 돌연변이는 효소 활성과 염색질 응축 능력을 동시에 증대시키는 것으로 나타났다. 이로 인해 억제성 히스톤 표지가 활성 표지 영역까지 침범하면서 두 표지가 비정상적으로 공존하게 되고, 결과적으로 종양 억제 유전자의 발현이 억제되어 암 성장을 촉진한다. 실제로 동물 실험 결과 해당 돌연변이는 정상형 대비 암 성장을 약 34% 가속화했다.

EZH1과 EZH1 Q571R 돌연변이의 작동 기전. EZH1(위) 상태에서는 억제성·활성 히스톤 표지 영역이 명확히 구분돼 유전자 발현이 정상적으로 일어난다. EZH1 Q571R 돌연변이(아래)는 억제성 표지가 활성 표지 영역을 침범하고, 두 표지가 비정상적으로 공존해 유전자 발현이 억제된다.

아울러 연구팀은 상동성 단백질인 'EZH2 Q570R' 돌연변이가 갑상선암에서 발견되지 않는 이유도 밝혔다. 단분자 생물물리 기법(자기 집게 분석)을 적용한 결과, EZH2 돌연변이는 효소 활성이 높아지더라도 염색질 응축 능력이 떨어져 암 발병에 미치는 영향이 적은 것으로 확인됐다. 즉, 암 성장을 좌우하는 핵심 요인이 '염색질 응축 능력'에 있음을 최초로 증명한 셈이다.

연구팀은 의학·생물학·오믹스·물리학을 융합한 분석을 통해 돌연변이의 후성유전학적 기전을 정밀하게 입증했다며, 향후 이를 표적으로 하는 새로운 치료 전략 개발로 연구를 확장하겠다고 전했다. 이번 연구 성과는 국제학술지 '몰레큘러 셀(Molecular Cell, IF 16.0)' 최신호에 게재됐다.