정상세포와 암세포의 차이

이미 잘 알고 계시리라 생각합니다만, 암세포는 정상 세포에 비하여 다음과 같은 세가지 측면에서 현저한 차이를 보인다고 합니다.

  - indefinite cell growth
  - invasion
  - metastasis

이런 성질을 통털어서 그냥 abnormal cell behavior를 보이는 것이 암세포의 큰 특징이라고 합시다.
이런 성질을 이용하여 암 치료 전략을 세우는 것이지요. 정상세포는 건드리지 않고 암세포만 죽이려면 우선 정상세포와 암 세포의 차이를 알아내는 것이 중요하니까요.

Abnormal cell behavior라는 것은

암세포가 비정상적인 cell behavior를 보이는 이유는 무엇일까요? 한마디로 말해서 그건 세포의 행동을 결정하는 세포 내 단백질의 차이에서 기원한다고 할 수 있습니다.
즉, 암세포는 정상세포와 비교할 때 비정상적인 단백질이 있거나 정상적인 단백질이 없다는 말이 됩니다. (물론 존재 자체의 문제가 아니라 기능의 문제일 수도 있습니다.)

Central dogma

그런데, 그런 단백질들은 세포에서 어떻게 만들어지나요? 분자생물학의 시발점이라고도 할 수 있는 central dogma에 의하면 유전 정보의 흐름은 대략 DNA에서 mRNA로, 그 다음 단백질로 내려오는 것입니다. 그러므로 위에서 말한 비정상적인 단백질이 있거나 정상적인 단백질이 없다는 말은 곧 비정상적인 유전자가 있거나 정상적인 유전자가 없다는 말이 되지요. (물론 여기에서도 존재의 문제가 아닌 기능의 문제일 수도 있음을 분명히 해야겠지요.)

p53이란 단백질이란

그래서, 이런 기본적인 관찰로부터 하나의 가설을 세우도록 합시다. 세포 내에 정상적으로 존재하면서 암의 생성을 막아주는, 소위 tumor suppressor gene이라고 알려진 p53이란 단백질을 만드는 유전자가 있습니다. 이 단백질이 기능을 못하면 tumor가 생성될 수 있습니다. 그러면 당연히 p53을 만드는 유전자에 문제가 생겨있을 수도 있겠지요. 그러므로 우리는 암세포에서 과연 p53 유전자에 돌연변이와 같은 문제가 생겨있는지를 조사하려고 합니다. (물론 이런 실험들은 1990년대를 주름잡던 논문들에 이미 등장해 있는 것이지요. p53은 90년대 초반에 이미 Nature 지에서 선정한 molecule of the year였거든요.)

p53은 tumor suppressor로도 알려 있지만, 사실 cell cycle regulator이자 transcription factor입니다. 또한 apoptosis를 조절하기도 하지요.

그러므로 우리는 여기에서 정상세포와 암세포의 p53 유전자의 일부를 각각 얻어내고, 이 유전자를 cloning한 후 염기서열을 확인하는 과정에서 p53의 mutation이 존재하는지를 보려고 합니다.

여기에서 언급하지는 않겠지만, 위에서 설명한 가설에서 정상적인 단백질에 해당하는 것이 p53이라면 비정상적인 단백질에 해당하는 것으로 human papilloma virus의 E6, E7 oncogene을 들 수가 있습니다. 이런 유전자를 조사하는 것도 의미가 있겠지요. 마찬가지로 90년대를 풍미했던 oncogene들입니다.

자, 그러면 실험 디자인을 이해하셨을 것으로 생각합니다.
우리는 human cervix cancer cell과 정상 세포에서 p53 gene의 일부를 cloning하여 염기서열을 비교하는 작업을 할 것입니다.