인간 종양과 다양한 발암원에 노출된 정상 세포의 전장유전체염기서열분석(whole-genome sequencing, WGS)은 DNA 손상 및 복구 과정에 대한 깊은 통찰을 제공하는, 구별되는 돌연변이 양상을 밝혀냈다. 이온화 방사선(ionizing radiation, IR)은 통상 강한 발암원으로 알려져 있으나, 그 전(全)유전체 수준의 돌연변이 유발 영향은 단일 염기 수준에서 포괄적으로 규명되지 않았다. 여기서는 다양한 수준의 IR에 노출된 정상 단일세포의 돌연변이 지형(mutational landscape)을 탐색하였다. 평균적으로 IR 1 Gy 노출은 ∼16개의 돌연변이 사건을 생성하였고, 그 스펙트럼은 주로 작은 염기 결실과 소수의 특징적인 구조 변이로 구성되었다. IR 노출 후 세포의 ∼30%에서 chromoplexy, chromothripsis, breakage-fusion-bridge cycles와 같은 복잡한 유전체 재배열이 발생하였는데, 이는 동시다발적인 DNA 이중가닥 절단의 대량 존재 하에서 DNA 복구가 무작위적이고 혼란스러운 성격을 지님을 시사한다. 이러한 돌연변이 시그니처는 IR 유발 이차 악성종양 22개의 유전체에서도 확인되었다. 방사선 조사 세포에 대한 고해상도 유전체 스냅샷을 바탕으로, 본 연구는 IR 유발 DNA 손상과 그에 따른 복구 과정이 포유류 세포에서 어떻게 작동하는지에 대한 깊은 통찰을 제공한다.

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