사상 최고 해상도로 보는 DNA 움직임

최신 연구에서 사상 최고 해상도 DNA 동영상이 공개됐다. DNA 뒤틀림이나 꿈틀거림을 볼 수 있다.

네이처커뮤니케이션즈 저널에 발표된 새로운 논문에 따르면 DNA는 세포 내에 담겨 왜곡되면 활성화된다고 한다. 이 운동은 DNA 분자를 최고 해상도 이미지로 확인한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 밝혀진 것. 새로운 연구는 지금까지 베일에 싸여 있던 자기 복제 분자 움직임을 밝혀 새로운 유전자 치료 개발로 이어질 가능성을 시사하고 있다.

DNA 분자 전체 나선 구조를 보는 건 상당히 어렵다. 셰필드대학 연구팀이 개발한 동영상은 DNA 꼬임을 지금까지 없던 수준으로 자세하게 관찰하게 해준다. 지금까지 연구에서도 현미경을 이용해 DNA 꼬인 사다리 같은 구조를 관찰했지만 분자가 정지한 상태에 한정되어 있었다. 지금까지 보기 어려웠던 건 DNA의 강렬한 꼬임이 이중 나선 구조에 어떻게 영향을 미치는지였다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 AFM과 분자 동역학 전산 시뮬레이션을 조합해 DNA 꼬임을 밝혀냈다.

오래 조직화된 DNA 사슬은 세포 속에 빼곡하게 담겨 있다. 새로운 연구에서 알 수 있듯 놀라운 역동적인 물리적 행동을 볼 수 있다. 연구팀은 현미경 사진과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 DNA 이중나선 구조에서 각 원자가 어떻게 춤을 추는지 추적할 수 있었다고 설명한다. 또 이 연구에서 DNA 양쪽에 작은 체인이 결합된 루프 구조를 형성하고 있는 DNA 미니 서클도 분석했다. DNA 미니 서클은 이전에도 보고된 것으로 건강에 중요한 지표가 될 것으로 보여진다.

편안한 상태 그러니까 꼬임이 없는 상태 DNA 미니 서클 현미경 사진을 보면 거의 움직임이 없지만 왜곡이 발생해 루프를 활성화하면 더 활발하게 움직인다. 이런 역동적인 움직임은 DNA가 결합 상대를 찾아 성장해 나가는 중요한 역할을 하고 있을지 모른다. 새로운 AFM 현미경은 DNA 미니 서클이 실제로 어떻게 주름이나 왜곡되고 이상한 모양을 하는지 놀라운 세세한 내용을 보여준다. 연구팀은 언젠가 컨트롤할 수 있기를 기대하고 있다. DNA에 대한 통찰력이 깊어지면 DNA를 기반으로 한 진단법이나 치료법 개선 등 완전히 새로운 의학적 개발으로 이어질 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.