세포 노화 관여하는 '라민' 단백질 구조 밝혔다

2019.08.23 13:49
하남출 서울대 농생명공학부 교수 연구팀은 인간 세포 구조를 유지하는 라민 단백질의 3차원 구조를 밝혀내 단백질의 구조 형성 원리를 밝혀내는 데 성공했다. 서울대 제공
하남출 서울대 농생명공학부 교수 연구팀은 인간 세포 구조를 유지하는 라민 단백질의 3차원 구조를 밝혀내 단백질의 구조 형성 원리를 밝혀내는 데 성공했다. 서울대 제공

국내 연구진이 인간 노화에 관여하는 단백질의 구조를 밝혀내 노화의 원리를 이해하는 데  도움을 줄 것으로 기대된다. 

 

하남출 서울대 농생명공학부 교수 연구팀은 인간의 세포 구조를 유지하는 단백질인 라민의 3차원 구조를 고해상도로 규명해 라민 단백질이 어떻게 세포핵의 모양을 지탱하고 유지하는지 밝혀냈다고 23일 밝혔다.

 

라민은 유전물질인 DNA를 담고 있는 세포핵의 모양을 유지해주는 세포골격 단백질이다. 라민의 이상으로 세포핵이 정상적인 모양을 유지하지 못하면 세포가 죽거나 노화된다. 희귀질환인 소아조로증도 비정상 라민에 의해 세포핵이 찌그러지며 발생한다. 라민이 정상이어도 나이가 들면 세포핵 모양이 변형되며 늙기 때문에 라민을 연구하면 인간 노화를 이해하고 억제하는 물질을 개발하는 데 활용할 수 있다.

 

연구팀은 경북 포항의 4세대 방사광가속기를 이용해 라민의 구조를 고해상도로 관찰했다. 4세대 방사광가속기는 태양보다 100경(京) 배 밝은 빛으로 살아있는 세포나 단백질처럼 아주 작은 물질의 구조를 실시간으로 관측할 수 있는 장비다.

 

라민 단백질 4개가 결합한 모습(위)과 단백질 사량체가 서로 결합하는 모습(아래)다. 라민 단백질은 사량체의 끝이 악어클립 같은 집게 구조로 형성되며 다른 사량체를 서로의 집게로 무는 형태로 연결되며 구조를 형성한다. 서울대 제공
라민 단백질 4개가 결합한 모습(위)과 단백질 사량체가 서로 결합하는 모습(아래)이다. 라민 단백질은 사량체의 끝이 악어클립 같은 집게 구조로 형성되며 다른 사량체를 서로의 집게로 무는 형태로 연결되며 구조를 형성한다. 서울대 제공

라민 단백질은 블록을 일렬로 끼워맞추듯 스스로 조립하며 기다란 구조체를 이루는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 라민 단백질 4개가 결합해 사량체를 만들고 사량체 양쪽 끝이 악어클립 같은 집게 구조가 된다는 것을 밝혀냈다. 사량체 끝의 집게가 주변의 다른 사량체 집게를 서로 맞물면서 기다란 구조체를 만들어나간다는 사실을 밝힌 것이다. 연구팀은 “기존에 알려진 자가조립된 라민 구조를 완벽히 설명하는 원리”라고 말했다.

 

하 교수는 “라민이 필라멘트를 만드는 원리를 밝힘으로써 라민 단백질과 관련한 여러 유전질환을 해석하고, 다른 종류의 세포골격 단백질의 조립과정을 찾아내는 데도 도움이 될 것”이라며 “라민이 인간의 노화와 관련이 있는 만큼 이번 연구가 인간의 노화 원리를 이해하는 데도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 연구결과는 이달 21일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표됐다.

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