광주과기원 전영수 교수 "소포체 결함 난치성 질환 치료 기여"
국내 연구진이 고등생물체를 구성하는 진핵세포에서 중요한 기능을 하는 세포소기관인 소포체가 형성되는데 기존에 알려진 것과 다른 단백질이 접착제 역할을 한다는 사실을 새로 밝혀냈다.
광주과학기술원(GIST) 생명과학부 전영수 교수팀은 26일 그동안 진핵세포에서그물망 모양의 '소포체 튜불'이 아틀라스틴이라는 단백질에 의해 형성되는 것으로알려졌으나 효모를 이용한 실험으로 스네어(SNARE) 단백질이 소포체 막융합을 직접매개하고 접착제 역할을 한다는 사실을 규명했다고 밝혔다.
전 교수는 "이 연구는 소포체 생성원리에 대한 기존 가설을 반박하고 새 가설을제안한 데 큰 의의가 있다"며 "유전성 강직성 하반신 마비 등 소포체 구조 결함에의한 난치성 질환의 치료법 개발에 이론적 단초를 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.
한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 세포생물학 분야국제학술지 '세포생물학저널'(The Journal of Cell Biology, 8월 3일자)에 게재됐다.
소포체는 진핵세포에서 단백질과 지질의 합성, 칼슘 저장, 신호전달 조절 등 다양한 기능을 수행하는 중요한 세포소기관으로 세포 전체에 퍼져 다른 세포소기관들과의 물리적 접촉을 통해 상호작용을 매개한다.
소포체는 모양에 따라 납작한 주머니 모양의 '시스터나'와 가는 관이 그물망처럼 얽힌 모양의 '소포체 튜불'로 나뉘는데, 소포체 튜불은 관 모양의 소포체들이 아틀라스틴 단백질에 의해 막융합을 일으켜 형성되는 것으로 알려졌었다.
연구진은 이 연구에서 단일 진핵세포 생명체인 효모와 이 효모에서 분리한 소포체를 이용한 실험을 통해 소포체 튜불이 형성될 때 아틀라스틴 단백질은 기존 가설과 달리 관 모양 소포체들을 연결 위치에 끌어다 놓는 역할만 하고 직접 연결을 매개하고 접착제 역할을 하는 것은 스네어 단백질이라는 사실을 밝혀냈다.
스네어 단백질은 진핵세포에서 대부분의 막융합 과정을 매개하는 단백질로 미국의 제임스 로스먼과 랜디 셰크먼, 독일 출신 토머스 쥐트호프는 스네어 단백질에 의한 막융합 기전을 규명한 공로로 2013년 노벨생리의학상을 받았다.
연구진은 아틀라스틴 단백질 및 소포체 구조형성 단백질 돌연변이가 유전성 강직성 하반신마비 등 난치성 희귀질환을 일으키는 것으로 알려졌다며 이 연구 결과가소포체 구조 결함으로 인한 난치성 질환 치료에 기여할 수 있다고 밝혔다.
전 교수는 또 이 연구에서 소포체를 대량으로 분리해 막융합 정도를 정량적으로측정할 수 있는 새로운 방법도 개발했다며 이 분석법이 향후 소포체 막 융합 과정및 소포체 구조 형성 원리 규명에도 활용될 수 있을 것이라고 덧붙였다.
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