평범한 화학물질이 DNA 수리 메커니즘을 파괴해서 암을 유발

최근에 발표된 연구에 의하면 자동차 배기가스나 매연이나 건축 자재나 가구로부터 샴푸에 이르기까지 어디에서나 발견되는 평범한 유형의 화학물질이 우리 유전자의 결함을 막아주는 수리 메커니즘을 파괴하기 때문에 암 발생 위험을 높일 수가 있다고 한다.

알데히드는 우리 몸속에서 소량 생산되는 화학물질의 일종이지만 갈수록 우리 환경의 도처에서 발견되고 있다. 이런 화학물질에 노출되는 것이 이전에 암과 연관지어졌지만 그 이유는 불분명했다. 케임브리지 대학교 의학연구 위원회 암 분야 책임자인 아쇽 벤키타라만 교수가 주도한 이번 연구는 유전자 변형 인간 세포와 유방암 유전자인 BRCA2의 복제 사본에 결함이 있는 환자의 세포를 이용해서 알데히드에 노출되는 것이 암을 촉진하게 되는 메커니즘을 찾아냈다.

우리 몸속에서 세포가 분열할 때 종종 DNA에 손상이 생기는데 그로 인해 암이 생길 수 있지만 우리 몸이 그런 손상을 수리하는 것을 도와주는 자체적인 방어 메커니즘을 갖고 있다. 그러나 벤키타라만 교수와 그의 동료들은 알데히드에 노출되는 것이 정상적인 건강한 세포에서조차도 그런 방어 메커니즘을 파괴해버리지만 결함이 있는 BRCA2 복제 사본을 물려받은 사람들은 그런 손상에 특히 민감한 것을 발견했다.

모든 사람은 대부분의 유전자의 복제 사본을 2개씩 갖고 태어난다. BRCA2 유전자의 결함이 있는 복제 사본을 1개 물려받은 사람은 암에 쉽게 걸린다. 그러나 BRCA2 유전자의 복제 사본 2개 중 나머지 1개가 완전하면 그 완전한 복제 사본이 만들어내는 BRCA2 단백질은 양이 적기는 하지만 그래도 충분해서 그걸 이용해서 세포들이 DNA를 수리할 수도 있기 때문에 왜 암에 쉽게 걸리게 되는지 그 이유는 완전히 이해하지 못하고 있다.

알데히드가 BRCA2 단백질 변질 유발, 결함 있는 BRCA2 유전자 100명 중 1명 꼴
이번 연구는 알데히드가 세포 내에서 BRCA2 단백질의 변질을 유발하는 것을 밝혔다. BRCA2 유전자의 결함이 있는 복제 사본을 1개 물려받은 사람들의 경우 그런 영향이 BRCA2 단백질의 수치를 DNA 수리에 필요한 양보다 부족하게 만들어, 암 발생을 촉진할 수 있는 돌연변이를 방지하는 정상적인 메커니즘을 붕괴시켜버린다. 결함이 있는 BRCA2 유전자를 갖고 있는 사람은 100명 중 약 1명으로 추산되고 그들은 유방암이나 난소암이나 전립선암이나 췌장암에 걸릴 위험에 처해있다. 알데히드에 노출되면 그런 암에 걸릴 가능성이 높아질 수가 있다.

이번 연구는 우리가 일상생활에서 갈수록 더 많이 노출되는 화학물질들이 암과 같은 질병의 발생 위험을 높일 수도 있는 것을 보여주고 있다고 벤키타라만 교수는 말했다. 그는 계속해서 다음과 같이 말했다.
“이번 연구는 우리가 태어날 때 갖고 있는 결함이 있는 유전자들이 왜 어떤 사람은 이런 화학물질의 암 유발 영향에 특별히 민감하게 만들어버릴 수 있는지 그 이유를 설명해주는 데도 도움이 된다. 이번 연구의 한 가지 중요한 의미는 알데히드에 노출되는 것이 BRCA2 유전자의 결함이 있는 복제 사본을 1개 물려받은 사람에게 암을 유발할는지도 모른다는 것이다. 이는 미래에 우리가 그런 사람들에게 암이 생기는 것을 막아주거나 치료해주는 데 도움이 될는지도 모른다.”

일본․중국․한국인 30~60% 결함 있는 ALDH2 유전자를 갖고 있어
알데히드의 1가지 흔한 잠재적인 근원은 술이다. 즉 우리 몸은 우리가 마시는 알코올을 아세트알데히드로 바꾸는데 그게 바로 알데히드의 일종이다. 이게 보통은 아세트알데히드 탈수소 효소라는 천연 효소에 의해 분해가 되지만, 주로 일본과 중국과 한국 같은 나라에 사는 5억이 넘는 사람들이 결함이 있는 ALDH2 유전자를 갖고 태어난다. 이 유전자가 그 효소를 무력화시켜버린다. 그런 이유로 많은 아시아인들이 술을 마시면 얼굴이 붉어지고, 그런 사람이 암을 조장하는 영향에 특별히 민감한 것을 의미할 수가 있다.

이번 연구는 그런 사람들에게 알데히드가 축적되면 결함이 있는 BRCA2 유전자의 복제 사본을 물려받았던 아니든지 간에 BRCA2가 변질되고 DNA 수리가 방해를 받아 암에 걸리기 쉽게 될 수가 있다. 일본인과 중국인과 한국인의 약 30~60%가 결함이 있는 ALDH2 유전자를 갖고 있고 따라서 이번에 밝혀진 메커니즘에 따라 암에 걸릴 위험에 처해있는 듯하다.

출처: S. L. W. Tan et al., "A Class of Environmental and Endogenous Toxins Induces BRCA2 Haploinsufficiency and Genome Instability" Cell. 2017 Jun 1;169(6):1105-1118.