[더밸류뉴스=권소윤 기자]

KAIST(총장 이광형) 연구팀이 암세포를 정상화할 수 있는 ‘분자스위치’를 최초로 발견해 암 가역 치료에 새로운 지평을 쓴다.

KAIST는 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 정상세포가 암세포로 변화하는 순간을 포착하고, 이를 역전시켜 암세포를 정상세포로 되돌릴 수 있는 분자스위치를 발굴했다고 5일 밝혔다.

조광현(아래) KAIST 교수가 연구팀과 함께 사진을 촬영하고 있다. [사진=KAIST]

연구팀은 대장암 환자의 체외배양조직(오가노이드)에서 단일세포 유전자 발현 데이터를 분석해 정상세포가 암세포로 변화하는 임계 전이(critical transition) 상태를 규명하고, 이 과정에서 암 가역화를 유도할 수 있는 유전자 네트워크를 찾아냈다. 이를 바탕으로 암세포를 정상세포로 되돌리는 분자스위치를 발굴하는 기술을 개발했다.

‘임계 전이’란 특정 환경 변화에 의해 갑작스럽게 상태가 바뀌는 현상을 뜻한다. 예를 들어 물이 섭씨 100도에서 증기로 변하는 것처럼, 정상세포도 유전적·후성유전적 변화가 축적되며 특정 시점에 갑자기 암세포로 변화하게 된다.

연구팀은 정상세포와 암세포가 공존하는 불안정한 임계 전이 상태에서 세포의 운명이 결정되는 순간을 포착했다. 이를 기반으로 시스템생물학 분석을 적용해 암화 과정을 역전시킬 수 있는 분자스위치를 찾아냈다.

연구팀은 단일세포 유전자 발현 데이터를 활용해 암 발생을 조절하는 유전자 네트워크를 컴퓨터 모델로 재구성한 뒤, 시뮬레이션을 통해 암 가역화 분자스위치를 체계적으로 도출했다. 이후 대장암세포에 해당 기술을 적용해 암세포가 정상세포의 특징을 회복하는 것을 분자세포 실험으로 확인했다.

조광현 교수는 “이번 연구는 암세포가 되돌릴 수 없는 상태로 변화하기 직전의 순간을 포착하고, 이를 역전시킬 수 있는 분자스위치를 찾아낸 데 의의가 있다”며 “암세포의 운명을 정상세포로 되돌릴 수 있는 중요한 단서가 바로 이 변화의 순간에 숨어 있다는 사실을 처음으로 규명한 연구”라고 밝혔다.

연구 결과는 국제 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 지난 22일 온라인판에 게재됐다. 연구팀은 대장암에서 검증된 이번 기술을 다른 암종에도 확대 적용해 암 가역 치료제 개발로 연결할 계획이다.

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