한국뇌연구원(KBRI·원장 서판길)은 문지영 박사팀이 서울대, 포스텍과 공동연구를 통해 세포내 신호전달 허브인 MAM(미토콘드리아와 소포체를 연결하는 막) 형성에 관여하는 단백질을 발견했다고 2일 밝혔다.
세포 내에는 다양한 세포 소기관이 존재하면서 제각기 역할을 수행하고, 막으로 된 접촉부위를 통해 서로 소통한다. 특히 미토콘드리아와 소포체를 연결하는 MAM에 위치한 단백질들은 세포 내 지질대사, 자가포식 등 핵심 기능을 조절한다.
떨어져 있던 미토콘드리아와 소포체가 만나면 MAM이 형성되면서 칼슘의 이동통로가 되는데, 이때 미토콘드리아로 칼슘이 과도하게 들어가면 미토콘드리아 기능이 저하되면서 질환이 생긴다. 최근 MAM은 세포 내 신호전달이 오가는 허브로 주목받고 있으며, 실제로 많은 신경퇴행성질환 환자의 유전자 변성이 해당 부위에서 발견된 바 있다.
연구팀은 MAM에 위치한 단백질을 표지하고 분석하는 새로운 기법(Contact-ID)을 고안하고, 이를 통해 살아있는 인간 세포에서 MAM을 구성하는 115개 단백질을 발견했다. 이전까지는 MAM 단백질 구조를 분석하기 위해 주로 원심분리법을 이용했는데, 분리과정 중 노이즈가 생기고 효율이 떨어지던 한계를 이번에 보완한 것이다.
연구팀은 또 지난해 한국뇌연구원이 도입한 대면적 3차원 전자현미경을 이용해 세포 내 MAM 부위를 3차원으로 관찰한 결과, 'FKBP8' 단백질이 MAM를 변화시키면서 칼슘 수송 역할을 한다는 사실도 밝혀냈다.
이번 연구는 신경퇴행성질환의 공통적인 원인으로 알려진 미토콘드리아의 칼슘 증가현상을 조절할 수 있는 단백질을 발견했다는데 의의가 있다. 향후 알츠하이머병, 파킨슨병 등 치료제 개발에 새로운 표적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
문지영 박사와 공동저자로 참여한 정민교 박사는 “세포소기관 사이 네트워크가 제대로 이뤄지지 않으면 질환이 발생하는데, 이에 관여하는 MAM 단백질을 보다 정확하게 동정해낸 것”이라며 “앞으로 미토콘드리아 손상을 지연하거나 막을 수 있는 핵심 인자로서 기능을 후속 연구할 예정“이라고 밝혔다.
과학기술정보통신부가 지원하는 한국뇌연구원 기관고유사업, 한국연구재단, 세포소기관 네트워크 연구센터, 기초과학연구원의 지원으로 수행된 이번 연구성과는 최근 세계적 과학저널인 '미국국립과학원회보(PNAS)' 5월호에 게재됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
