KAIST는 생명과학과 정인경 교수팀이 신용대 서울대 기계공학부 연구팀, 최정모 부산대 연구팀과의 공동연구를 통해 세포핵내 3차원 게놈구조 신규 생성원리와 이를 조절하는 매개 인자를 발견했다고 10일 밝혔다.

주재건 KAIST 생명과학과 석박사통합과정생과 조성현 서울대 연구원이 주도한 이번 연구에서 게놈 3차 구조 데이터로부터 염색체간 상호작용 정보를 추출할 수 있는 신규 기계학습 알고리즘을 개발했고 이를 DNA 이미징 기법을 통해 검증했다.

연구팀은 해당 분석 알고리즘을 이용해 여러 세포주의 염색체간 상호작용 정보를 추출 및 분석했다. 특히 핵 스페클 주위에 위치한 염색체간 상호작용이 여러 세포에서 공통적으로 보존됨을 관찰했다.

특히 단백질 인식 염기서열 분석을 통해 스페클 주위 염색체간 상호작용이 MAZ 단백질에 의해 매개됨을 최초로 발견했다. 단일세포 수준에서 염색체간 상호작용이 세포마다 다르게 발생한다는 사실도 발견했다.

연구팀은 염색체간 상호작용이 고정돼 있지 않고 핵체와 게놈 지역 사이의 상호작용을 통해 확률적으로 결정된다는 내용을 제시했다.

이번 연구는 기존에 알려지지 않았던 염색체간 상호작용의 형성원리와 MAZ 단백질의 역할을 밝혀 게놈 3차 구조에 대한 원리 규명 단서를 제공했다.

주재건 KAIST 석박사통합과정생은 "그동안 실험기법의 한계로 인해 가려져 있었던 염색체간 상호작용 형성원리를 밝혀낸 연구”라고 설명했다.

정인경 KAIST 교수는 “향후 게놈 3차 구조에 따른 유전자 발현 조절분야와 암 질환 등에서 보고되고 있는 염색체 변이 원인 규명에서 핵체와 게놈간 상호작용의 중요성을 이해할 수 있게 됐다ˮ고 밝혔다.