길이가 2㎜인 박테리아 염색체(DNA)가 자신보다 1000분의 1에 불과한 2㎛길이의 박테리아 세포 안에 어떻게 존재할까.
KISTI 연구진(정영균·김주인〃정하웅 박사)이 캐나다 워털루대학교(전찬일〃하배연 박사)와 공동으로 이를 규명했다.
연구진에 따르면 긴 밧줄 형태의 DNA가 세포 내에 다양하게 존재하는 다양한 크기의 단백질 같은 입자가 움직일 수 있도록 자신의 몸을 최대한 응축시키는(디플리션 효과) 것을 확인했다.
쉽게 말해 복잡한 연회장에서 음식 테이블(DNA 사슬)을 한쪽 벽으로 밀어 붙여(응축) 수많은 사람(단백질 입자 등)이 자유롭게 움직일 수 있도록 하는 것이다.
연구진은 이를 염색체의 응축현상으로 설명했다.
지금까지 박테리아 염색체의 응축 구조를 핵양체-결합단백질, DNA 초나선구조, 엔트로피 등으로 설명해 왔지만 더 많은 물리학적 근거가 필요했다.
정영균 계산과학공학연구실 책임연구원은 “대장균 같은 박테리아 세포는 DNA가 1.5%, 단백질 20%, 물 70% 등으로 구성돼 있다”며 “이 곳에서 길이가 상대적으로 엄청나게 긴 DNA는 자신을 응축시켜 다른 입자의 움직임을 배려한다”고 말했다.
그는 또 “박테리아 세포의 분열〃증식 과정에 관련된 의문을 해결하는 이론적 단초를 제시한 것”이라며 “향후 관련 연구분야에 큰 영향을 미칠 것”으로 예상했다.
이 연구결과는 국제 학술지 ‘소프트 매터(Soft Matter)’ 2015년 2월호 표지논문(2월 21일 발간)에 선정됐다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
