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- 남성 X 염색체는 여러 암 유형의 종양 세포에서 비활성화된다.
- 정상적인 조건 여성에서도 두 개의 X 염색체 중 하나만 완전히 활성화돼고 두 번째 소거
- X 염색체가 잘못 막히면 일반적으로 세포 퇴화에 대응하는 암 억제 유전자가 차단돼
- 일부 암이 XIST 메커니즘을 활성화하여 분명히 X 염색체를 비활성화 한다.

암은 X 염색체를 침묵시킨다.
남성 X 염색체는 여러 암 유형의 종양 세포에서 비활성화된다.

놀라운 발견:
남성의 X 염색체는 일부 암 종양에서 꺼져 있다. 실제로는 남성 신체 세포에 필요하다. 그러나 여성에게서만 활성화되는 차단 메커니즘이 남성 암세포에서 작용하고 있는 것으로 밝혀졌다. 남성 X 염색체가 종양에 의해 차단되는 이유는 부분적으로만 밝혀졌다. 그것은 암세포의 염색체 이상과 관련이 있거나 종양 억제 유전자를 침묵시키는 역할을 할 수 있다. 

▲ G-밴딩 후의 인간 남성 핵형. X 염색체 강조 (Author: National Human Genome Research Institute)

여성은 모든 신체 세포에 두 개의 X 염색체를 가지고 있는 반면, 남성은 X 염색체 하나와 심각하게 발육이 떨어진 Y 염색체 하나만 가지고 있다. 이 차이는 유전적 성별을 결정할 뿐만 아니라 세포 대사 및 건강에도 영향을 미친다. 두 번째 X 염색체는 병원성 돌연변이에 대한 예비 역할을 할 수 있으므로 여성의 기대 수명을 연장할 수 있다.

그러나 정상적인 조건의 여성에서도 두 개의 X 염색체 중 하나만 완전히 활성화되고 두 번째는 대부분 소거된다. XIST 유전자가 이를 처리한다. 두 번째 X 염색체를 감싸는 RNA를 생성하여 유전자 판독을 대부분 차단한다. 남성에게는 두 번째 X 염색체가 없기 때문에 XIST는 신체 세포에서 활성화되어서는 안 된다.

남성 종양에서 활성화된 XIST 유전자

그러나 보스턴에 있는 Dana-Farber Cancer Institute의 Ananthan Sadagopan과 그의 동료들이 발견한 것처럼 남성이 암에 걸리면 상황이 바뀌는 것 같다. 연구를 위해 그들은 XIST 유전자의 활동에 이상이 있는지, 따라서 남성과 여성 암세포에서 X 염색체의 침묵에 이상이 있는지 조사했다. 이를 위해 그들은 남성과 여성의 33가지 다른 유형의 암에서 얻은 약 4,800개의 조직 샘플을 분석했다.

놀라운 결과:
이 암세포 샘플 중 194개가 남성에게서 나왔지만 XIST 유전자는 이 세포에서 여전히 활성 상태였다. "놀랍게도 우리는 남성에게서 발견되는 일부 암이 XIST 메커니즘을 활성화하여 분명히 X 염색체를 비활성화한다는 사실을 확인했다"고 Sadagopan의 동료인 Srinivas Viswanathan은 보고했다. 어떤 경우에는 이것은 X 염색체를 완전히 침묵시키고 다른 경우에는 적어도 부분적으로 침묵시킨다.

다양한 종류의 암에서 입증됨

추가 분석에 따르면 이 XIST 차단은 모든 남성 종양 샘플의 4%에서 발생했다. 암세포와 비퇴행성 세포가 조직 샘플에서 종종 혼합되기 때문에 Sadagopan과 그의 팀은 비활성화된 X 염색체를 가진 남성 종양 유형의 실제 비율이 훨씬 더 높을 수 있다고 의심한다.

한편, 이전에 염색체 조절의 이상이 확인된 고환암과 같은 생식 종양은 X 침묵의 영향을 받는다. 그러나 현재의 연구는 이제 X 염색체의 비활성화가 퇴화한 체세포의 종양과 남성의 매우 다른 유형의 암에서도 발생한다는 것을 증명한다. 여기에는 간, 폐, 뇌, 심장 또는 갑상선의 종양이 포함된다.

퇴화의 원인 또는 결과?

그 이유는 무엇일까? "명백한 질문은 XIST 메커니즘의 활성화가 암성 종양의 발달 또는 성장에 기여하는지와 방법이다"고 연구원들은 말했다. 예를 들어, X 염색체가 잘못 막히면 일반적으로 세포 퇴화에 대응하는 암 억제 유전자가 차단되는 것을 생각할 수 있다. "이러한 종양 억제 유전자가 차단되면 종양 성장을 촉진할 수 있다"고 Viswanathan은 설명했다.

가능한 설명은 또한 소위 암세포의 이수성일 수 있다. 이러한 퇴화 세포는 종종 잘못 분열한다. 즉, 생성된 딸세포가 과도한 X 염색체를 포함해 여러 세트의 염색체를 받는다는 것을 의미한다. "XIST 메커니즘의 활성화는 여분의 X 염색체로 인한 과도한 유전자 발현을 보상하는 역할을 할 수 있다"고 과학자들은 설명했다. 그러나 그들은 또한 그러한 이수성 없이도 X 염색체가 침묵하는 일부 남성 암세포를 발견했다.

추가 연구 필요

이러한 잠재적 설명 중 어느 것이 정확하고 XIST 활성화가 종양 성장에 영향을 미치는지와 그 방법은 아직 명확하지 않다. Viswanathan은 "향후 연구에서 이를 더 자세히 조사할 것"이라고 말했다. 그와 그의 팀은 이것이 남성의 종양에서 꺼진 X 염색체의 확산에 대해 더 많이 알 수 있게 해줄 뿐만 아니라 희망한다. 그들의 발견은 또한 암의 예방과 치료에 도움이 될 수 있다.

Viswanathan은 "성(性)이 인구의 중요한 특성임에도 불구하고 이러한 유전적 차이가 암 예후나 치료에 대한 반응에도 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 고려하지 못하는 경우가 많다"고 Viswanathan은 말했다.
(Cell Systems, 2022; doi: 10.1016/j.cels.2022.10.002)
출처: Cell Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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