건국대학교 의과대학 김성영 교수 연구팀. 왼쪽부터 제1 저자인 한예은 박사 과정, 교신 저자인 김성영 교수. (사진=건국대)

건국대학교 의과대학 의학과 김성영 교수 연구팀이 암과 노화의 연결고리를 풀어낼 핵심 기능 유전체 지도를 구축했다고 19일 밝혔다.

자체 개발한 AI(인공지능) 알고리즘을 이용한 이번 연구는 발암 프로세스의 핵심 인자와 생물경로를 발굴해 암 제어의 새로운 패러다임을 제시했다.

암세포는 정상적인 노화 과정에서 벗어나 죽지 않고 영구 분열하는 특징을 가지는데, 발암 유전자를 세포에 과발현하면 세포가 증식하지 않고 종양억제 유전자가 발현해 세포 주기가 영구적으로 억제된다고 설명했다. 이 현상이 ‘발암유전자 유도에 의한 노화(Oncogene-induced senescence, OIS)’다.

지금까지 암 유전자가 발현했을 때 세포 노화가 일어나는 분자생물학적 기전은 정확하게 밝혀져 있지 않지만, 암과 같이 무한하게 증식하기 위해서는 이런 노화 신호를 극복해야 하기 때문에 OIS 기전은 암 발생 시 나타나는 중요한 내재적 방어 기전으로 알려져 있다.

연구팀은 AI 기반 메타분석과 암유전체 빅데이터 분석을 통해 OIS가 단순히 실험실에서만 나타나는 것이 아니라, 암 조직에서 나타나는 주요한 전사체 표현형임을 규명했다. OIS 경로를 통한 암 제어 및 항암 치료제 개발은 전무해 이번 연구 결과를 바탕으로 보다 근본적인 항암 치료제를 개발할 수 있을 것으로 기대했다.

이번 연구는 영국 캠브리지대학 유전학과와 공동으로 진행했으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 바이오·의료기술개발 사업의 지원을 받았다. 연구 성과는 노화 및 노인병 분야의 세계적인 학술지인 ‘ARR(Ageing Res. Rev.)’ 최신호에 온라인 게재됐다.

김 교수 연구팀은 최근 2년 간 이번 논문을 비롯해 4편의 논문을 포스텍 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’에 연속으로 등재했으며, 빅데이터를 활용한 AI융합 연구의 세계적인 리딩 그룹으로 인정받고 있다고 부연했다.