방사선이 유발한 정상세포 돌연변이 처음으로 규명

김나윤 기자 / 기사승인 : 2024-02-15 09:23:36
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▲연구 모식도 (자료=카이스트)

국내 연구진이 방사선으로 암을 치료하는 과정에서 정상세포의 DNA가 돌연변이되는 특성을 처음으로 명확하게 규명함에 따라, 앞으로 안전하게 방사선 치료를 할 수 있는 길이 열렸다.

한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원 주영석 교수연구팀은 동남권원자력의학원 손태건 박사, 서울대학교 의과대학 방사선종양학과 김경수, 장지현 교수팀과의 공동연구를 통해 방사선이 인간 및 생쥐의 정상세포에서 만들어내는 DNA 돌연변이의 특성을 명확하게 규명하는데 성공했다고 15일 밝혔다.

이번 연구는 방사선 연구 분야에서의 중요한 전환점으로 평가되고 있다. 연구진은 실험실에서 방사선을 조사해 세포에 돌연변이를 유도한 후, 방사선이 만들어낸 돌연변이를 유전체 서열분석 기술을 통해 규명하는 방식으로 방사선이 유발하는 DNA 돌연변이의 양과 패턴을 정밀하게 이해하는 데 성공했다.

연구진은 생쥐와 사람의 여러 장기 세포를 다양한 선량의 방사선에 노출시키고 오가노이드 세포 배양 기술로 증폭시켜 돌연변이를 정밀 검출했다. 이렇게 해서 총 200개의 세포 유전체 서열로부터 방사선 피폭 양에 따른 특정 돌연변이를 규명했다.

연구결과 1Gy(그레이)의 방사선량이 매 세포마다 약 14개 내외의 돌연변이를 만들어내는 것으로 나타났다. 우리나라 연간 평균 자연방사선 양(3.08mSV(시버트))을 감안하면 1Gy는 약 320년의 자연방사선 노출에 해당하는 셈이다.

또 방사선이 만들어내는 변이는 다른 원인에 의한 돌연변이와 패턴이 다르고 서로 다른 세포에도 비슷한 돌연변이를 유발하는 것으로 밝혀졌다.

KAIST 의과학대학원 주영석 교수는 이번 연구를 통해 "방사선이 분자 수준에서 세포에 미치는 영향을 명확하게 규명했다"며 "방사선이 우리 세포의 DNA를 얼마나, 어떻게 변화시키는지에 대한 첫 규명"이라고 설명했다.

동남권원자력의학원의 손태건 박사는 "이번 연구를 기반으로 앞으로도 초저선량 및 초고선량 방사선이 인체에 미치는 영향을 연구할 것"이라며 "안전하면서도 효과적인 방사선 치료 기술을 발전시킬 것"이라고 덧붙였다.

서울대학교 의과대학 방사선종양학과 김경수 교수와 장지현 교수는 "이번 연구를 통해 방사선이 인체 DNA에 미치는 영향에 대해 정확히 알 수 있는 도구를 가지게 된 것으로 생각한다"며 "이번 연구에 쓰인 연구 방법론으로 많은 후속 연구가 나올 수 있기를 기대한다"고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 '셀 지노믹스(Cell Genomics)' 온라인에 게재됐다.

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