초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 세포 내 DNA 상태인 염색질에 작용하는 항암제인 큐라신 CBL0137의 작용에 대해 연구하여 분자 수준에서 그 작용 메커니즘을 규명하였다. DNA에 결합하여 구부림, 비틀림 특성을 바꾸고, 그렇게 함으로써 히스톤과의 결합을 교란하여 염색질 형성을 방해하는 것을 밝혀내었고, 이로부터 DNA 대사과정을 교란하여 약리작용을 발휘함을 알 수 있었다. 또한, DNA 표적 약물 활용에 필수적인 DNA 물성, 나노입자 측정, 세포 모니터링 관련 연구도 아울러 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과<

□ 연구개요
본 연구에서는 세포 내 DNA 상태인 염색질에 작용하는 항암제인 큐라신 CBL0137의 작용에 대해 연구하여 분자 수준에서 그 작용 메커니즘을 규명하였다. DNA에 결합하여 구부림, 비틀림 특성을 바꾸고, 그렇게 함으로써 히스톤과의 결합을 교란하여 염색질 형성을 방해하는 것을 밝혀내었고, 이로부터 DNA 대사과정을 교란하여 약리작용을 발휘함을 알 수 있었다. 또한, DNA 표적 약물 활용에 필수적인 DNA 물성, 나노입자 측정, 세포 모니터링 관련 연구도 아울러 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
염색질에 작용하는 항암제인 큐라신 CBL0137의 작용 원리에 대한 연구가 전체 연구의 중심이라고 할 수 있다. CBL0137은 효과가 우수할 뿐 아니라, 부작용이 심각하지 않아 크게 주목받고 있는 항암제인데, 작용 원리가 DNA를 무조건 영구적으로 손상시키는 것이 아니라 비공유결합적으로 염색질에 결합하여 세포를 교란한다는 점이 중요하다. 기존의 원리는, 아직 구체적으로 제시되지는 못했지만, CBL0137이 결합하여 크로마틴을 약화하고 와해시킨다는 것이다. 하지만, CBL0137 처리된 크로마틴의 구조가 거의 변함이 없고 역학적 안정성이 비슷한 상태임을 관찰한 본 연구의 결과에서는 그러한 증거를 찾기 어려웠다. 따라서, 기존에 제안된 원리에 대해 수정이 불가피하며, 그 대안으로 새로운 원리를 제시하게 되었다. 즉, 염색질에 작용하여 염색질을 와해하는 것이라고 기존의 것과 달리, 염색질 자체를 손상하지도 않지만 일단 활발히 유전자가 발현되어 염색질이 풀린 경우 다시 접히는 것을 억제하여 기능을 발휘하는 것임을 알 수 있었다. 이는 예상외의 결과로, CBL0137의 메커니즘 규명이라는 목표를 충분히 달성한 것이다.
한편, 본 과제가 DNA에 작용하여 효과를 내는 항암제에 대한 연구, 그것이 세포 수준에서 갖는 효과에 관심을 두고 있어, 염도, 산도 등에 따라 암에 관련된 특별한 DNA 구조 – 즉, 시토신 4중 사슬의 구조적 안정성을 규명하는 성과를 내었다. 이구조는 세포 내 센서로 활용할 수 있어, 가치가 크다고 할 수 있다. 그리고 분자 약물로 주목받고 있는 나노입자, 분자복합체의 크기를 순전히 빛으로만 결정할 수 있는 광학 기술을 개발하고 전자현미경 없이도 나노 수준의 크기를 매우 정확히 결정할 수 있음을 보였다. 마지막으로, 세포의 거동 및 물질 이동이 약물 전달 뿐 아니라 다양한 생물학적 문제에서 중요한데, 표지 없이 세포의 내부 물질 수송을 관찰하고 그 원리를 파악할 수 있는 혁신적인 연구에서도 성과를 내었다. 이로써, 연구 목표 대비 우수한 성과를 내었다고 할 수 있다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 규명한 큐라신의 작용원리는 항암제 개발에 새로운 방향을 제시할 수 있다. 즉, 기존의 유전물질의 영구적 손상에 의한 항암제는 심각한 부작용과 비선택성이 문제였는데, 염색질 표적제인 큐라신은 유전물질을 영구적으로 손상시키지 않지만 활성화된 세포에 더욱 강력한 효과를 내고, 그 효과가 일시적이면서 동적인 것이 차별점이라 할 수 있다. 이러한 새로운 패러다임의 항암제는 기존에 생각하지 못했던 방향으로 항암제를 개발할 가능성을 제시하여, 획기적이고 효과적인 항암제 개발에 물꼬를 틀 수 있을 것이다. 그리고 본 연구에서 발굴한 다양한 지식, 정보, 기술은 나노 과학에서 유용한 도구로 활용될 수 있을 것이다. 특히, 세포의 이미징을 표지없이, 그럼에도 선택적이면서 시간에 관해 아주 넓은 대역을 갖고 추적 관찰할 수 있게 하는 신개념 이미징 기술은 실험실 내 기술에 국한되지 않고 실제 의학적인 가치가 있는 기술로 자리매김할 것이다. 이 연구는 세계적 학술지인 Nature Communications에 게재되었다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 17
• 7. 참고문헌 ... 17
• 끝페이지 ... 37