단국치대 MRC 연구팀(메카노바이올로지 치의학연구센터)이 외부 힘에 대응해 세포가 DNA를 보호하는 새로운 기전을 규명하고, 이를 기반으로 한 조직재생 촉진 가능성을 제시했다.

김해원·이정환 교수가 교신저자, 심혜원 학생(단국대 대학원 나노바이오의과학과) 및 윤지영 박사(스페인 UPC 박사후 연구원)가 공동 제1저자로 구성된 연구팀에 의해 수행된 이번 연구결과는 ‘Temporal Stretch-Induced Nuclear Mechanosensing Coordinates Early Chromatin Accessibility and Genome Protection’이라는 제목으로 ‘Advanced Science’ (IF: 14.1)에 온라인 게재됐다(https://doi.org/10.1002/advs.202510554).

연구팀은 인간 섬유아세포에 일정한 기계적 자극(스트레칭)을 15분 동안 가해 세포 내에서 일어나는 초기반응을 분석했다.

그 결과, 외부 물리적 자극에 의해 H3K9me3 히스톤 표지가 감소하면서 DNA가 느슨해지고, 세포 핵이 부드러워지면서 외부의 힘을 분산시키는 일종의 ‘스펀지’ 역할을 하게 된다는 사실을 확인했다.

이로 인해 핵 내부의 DNA는 손상으로부터 보호받게 되고, 동시에 느슨해진 염색질구조는 조직재생에 필요한 유전자들의 발현을 촉진하는 것으로 나타났다.

이번 연구는 치과 임상에서도 중요한 의미를 갖는다. 특히, 치주나 임플란트 수술 시 잇몸 또는 피부 조직의 긴장(tension)을 적절히 조절하는 박리술(undermining)을 외과적으로 시행하는데, 이 기술이 세포의 DNA 보호와 조직재생에 유리하다는 생물학적 근거를 제시했다.

이는 외과적 조직 박리술이 단순히 봉합을 용이하게 하기 위한 수술 기법이 아니라 조직 재생을 촉진하는 생리학적 효과도 기대할 수 있음을 보여주는 결과다. 반대로 과도한 장력이나 긴장의 완전한 소실은 DNA 손상과 치유 지연을 초래할 수 있어 임상 수술시 잇몸조직의 적절한 긴장 조절의 중요성을 시사한다.

김해원·이정환 교수는 “세포가 기계적 스트레스에 대응해 스스로 핵 구조를 변화시켜 DNA를 보호하고, 동시에 재생에 필요한 유전자들을 활성화하는 기전을 섬유모세포에서 처음으로 밝혀낸 것”이라며 “이는 재생의학 분야에서 세포 기계 환경을 조절함으로써 조직재생을 유도할 수 있는 새로운 치료 전략의 가능성을 제시한 것”이라고 설명했다.