노벨상 받았던 ‘소포체’ 형성원리, 국내 연구진이 밝혔다

2015.08.26 18:00
한국연구재단 제공
전영수 광주과학기술원 교수. 한국연구재단 제공

인체를 구성하는 세포 소기관인 ‘소포체’가 형성되는 원리를 국내 연구진이 처음으로 규명했다. 유전성 하반신마비 등 난치성 희귀질환 치료제 개발로 이어질 것으로 기대된다.
 

전영수 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 교수팀은 소포체가 형성되는 과정에서 두 가지 단백질이 핵심적인 역할을 한다는 사실을 처음으로 밝혀내 국제학술지 ‘세포생물학저널’ 3일자에 발표했다.

 

소포체는 인간 같은 고등생명체의 세포인 진핵세포의 주요 소기관 중 하나다. 단백질과 지질을 합성하고 칼슘을 저장하는 등 다양한 기능을 수행한다.

 

학계에서는 ‘아틀라스틴’이라는 단백질이 여러 개의 막을 연결하면서 소포체의 그물망 구조를 형성한다고 추정해 왔지만 아직까지 구체적인 원리는 밝혀지지 않았다.

 

2013년에는 소포체에서 다른 세포 소기관으로 물질이 운반되는 원리를 밝힌 미국 예일대 제임스 로스먼 교수외 2명의 학자들이 노벨생리의학상을 받기도 했다.

 

전영수 교수팀은 아틀라스틴 외에 ‘스네어’란 단백질도 소포체의 구조 형성에 중요한 역할을 할 것이라고 추정했다. 스네어 단백질은 진핵세포에서 일어나는 대부분의 막 융합 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 이를 확인하기 위해 연구진은 세포 속에서 두 단백질을 생성하는 유전자를 조작해 실험했다.

 

실험 결과 스네어 단백질 없이 아틀라스틴 단백질만 생성한 경우는 소포체 구조가 제대로 형성되지 않았다. 반대로 아틀라스틴 단백질이 없어도 소포체들이 만나지 않기 때문에 막 융합이 일어나지 않았다. 아틀라스틴 단백질이 관 모양의 소포체들을 연결 위치에 끌어다 놓으면 스네어 단백질이 소포체를 연결시키는 것이다.

 

전 교수는 “이번 연구성과는 소포체의 구조 결함 때문에 발생하는 것으로 알려진 ‘유전성 강직성 하반신마비’ 같은 난치성 희귀질환 치료제 개발에 도움이 될 것”이라며 “사람의 세포를 이용해 질병 발생 원리를 알아보는 연구를 추가로 진행 하고 있다”고 말했다.

 

 

스네어 단백질과 아틀라스틴 단백질이 막 융합을 일으켜 소포체 구조를 형성하는 원리를 표현한 모식도. 아틀라스틴 단백질이 관 모양의 소포체들을 연결 위치에 끌어다 놓으면 스네어 단백질이 소포체를 연결시킨다. - 한국연구재단 제공
스네어 단백질과 아틀라스틴 단백질이 막 융합을 일으켜 소포체 구조를 형성하는 원리를 표현한 모식도. 아틀라스틴 단백질이 관 모양의 소포체들을 연결 위치에 끌어다 놓으면 스네어 단백질이 소포체를 연결시킨다. - 한국연구재단 제공

 

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