연구자들은 인간 게놈에서 DNA의 신비한 '매듭' 50,000개를 매핑합니다.

DNA의 숨겨진 구조에 대한 혁신적인 연구는 암을 포함한 질병의 치료 및 진단을 위한 새로운 접근법을 열 수 있습니다.

DNA는 이중 나선 모양으로 잘 알려져 있습니다. 그러나 인간 게놈에는 i-모티프(i-motif)라고 불리는 특이한 '매듭' 모양의 DNA 구조가 50,000개 이상 포함되어 있다고 Garvan 의학 연구소의 연구자들이 발견했습니다.

오늘 출판됨 EMBO 저널이 독특한 DNA 구조에 대한 최초의 포괄적인 지도로, 질병과 관련된 유전자 조절에서 DNA의 잠재적인 역할을 밝힙니다.

획기적인 2018년 연구에서 Garvan 과학자들은 i-모티프를 인식하고 부착하기 위해 개발한 새로운 항체 도구를 사용하여 살아있는 인간 세포 내부의 i-모티프를 직접 시각화한 최초의 인물이었습니다. 현재 연구는 전체 게놈에 걸쳐 i-모티프 위치를 식별하기 위해 이 항체를 배치함으로써 이러한 발견을 기반으로 합니다.

"이 연구에서 우리는 우리가 조사한 세 가지 세포 유형 모두에서 발생하는 인간 게놈의 50,000개 이상의 i-모티프 사이트를 매핑했습니다."라고 수석 저자이자 항체 치료학 연구소 소장이자 센터 소장인 Daniel Christ 교수는 말합니다. Garvan의 표적 치료. "한때 세포 내 존재가 논란의 여지가 있는 것으로 간주되었던 DNA 구조의 경우 이는 매우 높은 수치입니다. 우리의 연구 결과는 i-모티프가 실험실에서 호기심을 불러일으킬 뿐만 아니라 널리 퍼져 있으며 게놈 기능에서 중요한 역할을 할 가능성이 있음을 확인시켜 줍니다."

호기심 많은 DNA i-모티프가 유전자 활동에서 역동적인 역할을 할 수 있습니다

I-모티프는 상징적인 이중 나선 모양과 다른 DNA 구조입니다. 이는 동일한 DNA 가닥의 시토신 글자가 서로 쌍을 이루어 이중 나선에서 튀어나온 4가닥의 꼬인 구조를 형성할 때 형성됩니다.

연구자들은 i-모티프가 무작위로 흩어져 있지 않고 유전자 활동을 제어하는 ​​영역을 포함하여 게놈의 주요 기능 영역에 집중되어 있음을 발견했습니다.

항체치료학연구소(Antibody Therapeutics Lab)의 연구원인 크리스티안 데이비드 페냐 마르티네즈(Cristian David Peña Martinez)는 “우리는 i-모티프가 세포 주기의 특정 기간 동안 매우 활성화되는 유전자와 연관되어 있다는 사실을 발견했습니다. 이는 i-모티프가 유전자 활동을 조절하는 데 역동적인 역할을 한다는 것을 시사합니다”라고 말했습니다. 그리고 연구의 첫 번째 저자입니다.

"우리는 또한 i-모티프가 종양 유전자의 프로모터 영역에서 형성된다는 사실도 발견했습니다. MYC 암의 가장 악명 높은 '약물 없는' 표적 중 하나를 암호화하는 종양 유전자. 이는 i-모티프 구조를 통해 질병 관련 유전자를 표적으로 삼을 수 있는 흥미로운 기회를 제공합니다"라고 그는 말했습니다.

I-모티프는 새로운 유형의 치료법과 진단을 약속합니다.

"치료하기 어려운 암과 관련된 이러한 '성배' 서열 근처에 i-모티프가 널리 존재하면 새로운 진단 및 치료 접근법에 대한 새로운 가능성이 열립니다. i-모티프를 표적으로 삼아 유전자 발현에 영향을 미치는 약물을 설계하는 것이 가능할 수도 있습니다. 이는 현재의 치료 옵션을 확장할 수 있습니다."라고 Garvan의 최고 과학 책임자이자 이번 연구의 공동 저자인 Sarah Kummerfeld 부교수는 말합니다.

Christ 교수는 i-모티프 매핑이 항체 개발 및 유전체학 분야에서 Garvan의 세계 최고의 전문 지식 덕분에 가능했다고 덧붙였습니다. "이 연구는 근본적인 연구와 기술 혁신이 어떻게 결합되어 패러다임을 바꾸는 발견을 만들 수 있는지 보여주는 예입니다."라고 그는 말합니다.

이 연구는 국립보건의료연구협의회의 자금 지원을 받았습니다.

Daniel Christ 교수는 UNSW Sydney의 의학 및 보건 학부 St Vincent's Clinical School의 겸임 교수입니다. 부교수 Sarah Kummerfeld는 UNSW 시드니 의학 및 보건 학부의 St Vincent 임상 학교의 공동 부교수입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240829132437.htm