인체 방사선 영향 이해 실마리···DNA 돌연변이 규명

[이데일리 강민구 기자] 암 치료에 쓰이는 방사선은 암 조직을 효과적으로 파괴하거나 성장을 억제한다. 하지만 방사선은 우리 세포에 돌연변이도 유발할 수 있다. 국내 연구진이 이러한 돌연변이 특성을 이해할 단서를 제시했다.

주영석 KAIST 의과학대학원 교수.(사진=KAIST)

한국과학기술원(KAIST)은 주영석 의과학대학원 교수 연구팀이 손태권 동남권원자력의학원 박사, 김경수·장지현 서울대 의대 방사선종양학과 교수 연구팀과 함께 방사선이 인간이나 생쥐의 정상 세포에서 만들어내는 DNA 돌연변이 특성을 규명했다고 15일 밝혔다.

연구팀은 실험실에서 방사선을 조사해 세포에 돌연변이를 유도했다. 이후 방사선이 만들어낸 돌연변이를 유전체 서열분석 기술을 통해 방사선이 유발하는 DNA 돌연변이의 양과 패턴을 분석했다.

특히 방사선이 인체에 미치는 영향을 이해하기 위해 생쥐와 사람의 다양한 장기에서 얻은 세포를 다양한 선량의 방사선에 노출했다. 이후 각각의 세포마다 유도된 돌연변이를 정밀하게 검출하기 위해 세포 하나하나를 오가노이드 세포 배양 기술을 응용해 증폭했다. 그 결과, 총 200개의 세포 유전체 서열로부터 방사선 피폭 양에 비례해 증가하는 특정 패턴의 돌연변이들을 규명했다.

연구 모식도,(자료=KAIST)

연구에서 1Gy(그레이)의 방사선량은 매 세포마다 약 14개 내외의 돌연변이를 만들어내는 것으로 나타났다. 우리나라 연간 평균 자연방사선량(3.08mSV)을 감안하면 1Gy는 약 320년의 자연방사선 노출에 해당한다. 방사선이 만들어내는 변이 유형은 다른 원인에 의한 돌연변이와는 달랐다.

돌연변이는 주로 짧은 염기 결손과 소수의 염색체의 역위, 전위, 복잡 구조변이들로 구성됐다. 방사선은 서로 다른 세포 종류에도 모두 비슷한 정도의 돌연변이를 만들어 내는 것으로 나타났다.

주영석 교수는 “방사선이 분자 수준에서 세포에 미치는 영향을 규명했다”며 “방사선이 우리 세포 DNA를 얼마나 어떻게 변화시키는지에 대한 첫 규명”이라고 설명했다.

김경수·장지현 교수는 “방사선이 인체 DNA 에 미치는 영향에 대해 정확히 알 수 있는 도구를 가지게 됐다”며 “연구 방법론으로 많은 후속 연구가 나오기를 기대한다”고 말했다.

한편, 이번 연구에는 서울대 유전공학연구소, 영국 케임브리지 줄기세포 연구소, 오스트리아 분자생명공학연구소, 지놈 인사이트 연구자들도 참여했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘셀 지노믹스(Cell Genomics)’ 온라인판에 14일 발표됐다.