▲ (좌부터)정서윤 박사과정생, (아래)조광현 교수, (위) 신동관 박사 공정렬 박사. (사진=KAIST 제공)

[e-뉴스 25=백지나 기자] 한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 연구진이 암세포를 정상화하기 위한 또 다른 진전을 이뤘다.

KAIST는 조광현 바이오 및 뇌공학과 교수팀이 정상세포의 암세포 변화 순간 '임계 전이 현상'을 포착하고 이를 분석해 다시 정상세포로 되돌릴 수 있는 임의의 유전자, 즉 '분자스위치'를 발굴하는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

연구팀은 암세포를 죽이지 않고 상태만 변환시켜 정상 세포와 유사한 상태로 되돌리는 '암 가역 치료 원천기술'을 개발한 바 있다.

임계 전이는 물이 100도에서 증기로 변하듯 특정 시점에 상태 변화가 일어나는 현상이다. 정상세포가 유전·후성유전적 변화 축적으로 특정 시점에 암세포화되는 과정에도 이 현상이 나타난다.

연구팀은 정상세포 암세포화 직전, 정상세포와 암세포가 공존하는 불안정한 임계 전이 상태에 놓일 수 있음을 발견하고, 이를 시스템생물학 방법으로 분석해 암화 과정을 역전시킬 암 가역화 분자스위치 발굴 기술을 개발했다.

그리고 분자스위치에 대한 저해제를 대장암환자 유래 오가노이드에 처리했을 때, 암세포 증식이 억제되고 암 발달 관련 핵심 유전자 발현이 저해됨을 확인했다.

암 발생 임계 전이를 관장하는 유전자 네트워크 컴퓨터 모델을 단일세포 유전자 발현 데이터로부터 자동 추론해내고, 이를 시뮬레이션 분석해 암 가역화 분자스위치를 체계적으로 찾아내는 원천기술을 개발한 것이다. 향후 다른 암종 가역 치료제 개발에도 응용될 전망이다.

조광현 교수는 “이번 연구에서는 그동안 수수께끼로 여겨졌던 암 발생 과정 이면, 세포 내 어떤 변화가 일어나는지 유전자 네트워크 차원에서 상세히 밝혀냈다”며 “암세포 운명을 다시 정상세포로 되돌릴 수 있는 중요한 단서가 바로 이런 변화의 순간에 숨어있다는 것을 처음으로 규명한 연구”라고 강조했다.

연구에는 신동관 박사(현 국립암센터 소속), 공정렬 박사, 정서윤 박사과정 등이 참여했으며 서울대 연구팀이 대장암 환자 오가노이드(체외배양조직)를 제공했다.

연구 결과는 어드밴스드 사이언스에 1월 22일 자 온라인판 논문으로 출판됐다.