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한국뇌연구원 문지영 박사팀, 세포 소기관 간 소통을 조절하는 단백질 발견
2020년 06월 02일 (화) 09:42:16 DGN webmaster@dgn.or.kr
- 한국뇌연구원 문지영 박사팀, '미국국립과학원회보(PNAS)' 발표
- MAM 형성의 핵심인자 발견으로 신경퇴행성질환 연구에 응용 기대

□ 한국뇌연구원(KBRI, 원장 서판길)은 한국뇌연구원 문지영 박사팀, 서울대학교, 포스텍이 참여한 공동 연구팀이 세포 내 신호전달의 허브인 MAM* 형성에 관여하는 단백질을 발견했다고 2일 밝혔다.
※ MAM(mitochondria associated membrane) : 미토콘드리아와 소포체를 연결하는 막

○ 연구결과는 세계적 과학저널인 '미국국립과학원회보(PNAS)' 5월호에 게재되었으며, 논문명과 저자는 다음과 같다.
* 논문명 : Contact-ID, a new tool for profiling organelle contact site, reveals regulatory proteins of mitochondrial-associated membrane formation.
* 저자 : 곽철환1, 신상희1, 박종석1 (제1저자1), 정민교, Truong Thi My Nhung, 강명균, 이채현, 권태혁, 박상기*, 문지영*, 김종서*, 이현우*(교신저자*)

□ 세포 내에는 다양한 세포 소기관들이 존재하면서 제각기 역할을 수행하고, 막으로 된 접촉부위를 통해 서로 소통한다. 특히 미토콘드리아*와 소포체*를 연결하는 MAM에 위치한 단백질들은 세포 내 지질대사, 자가포식 등 핵심 기능을 조절한다.
※ 미토콘드리아(mitochondria) : 세포 내 에너지를 ATP 형태로 공급하는 세포소기관
※ 소포체(endoplasmic reticulum, ER) : 단백질을 만들어서 세포 곳곳에 전달하는 세포소기관


□ 떨어져 있던 미토콘드리아와 소포체가 만나면 MAM이 형성되면서 칼슘의 이동통로가 되는데, 이 때 미토콘드리아로 칼슘이 과도하게 들어가면 미토콘드리아의 기능이 저하되면서 질환이 발생하게 된다. 최근에 MAM은 세포 내 신호전달이 오가는 허브로 주목받고 있으며, 실제로 많은 신경퇴행성질환 환자들의 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 115개의 단백질을 발견하였다.

○ 이전까지는 MAM의 단백질 구조를 분석하기 위해 주로 원심분리법을 이용했는데, 분리과정 중 노이즈가 생기고 효율이 떨어지던 한계를 이번에 보완한 것이다.

□ 또한, 한국뇌연구원이 지난해 도입한 “대면적 3차원 전자현미경”을 이용해 세포내 MAM 부위를 3차원으로 관찰한 결과, FKBP8 단백질이 미토콘드리아와 소포체의 연결구조(MAM)를 변화시키면서 칼슘 수송에 필수적으로 기능한다는 사실을 밝혀냈다.

□ 이번 연구는 신경퇴행성질환의 공통적인 원인으로 알려진 미토콘드리아의 칼슘 증가현상을 조절할 수 있는 단백질을 발견했다는데 의의가 있으며, 향후 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 치료제 개발에 새로운 표적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

□ 이번 연구에 공동 교신저자로 참여한 한국뇌연구원 문지영 박사와 공동저자로 참여한 정민교 박사는 “세포소기관 사이의 네트워크가 제대로 이루어지지 않으면 질환이 발생하는데, 이에 관여하는 MAM 단백질을 보다 정확하게 동정해낸 것”이라며,

○ ”동정된 단백질 중에서도 FKBP8의 기능에 대한 협동 연구를 진행하였으며, 앞으로 미토콘드리아의 손상을 지연하거나 막을 수 있는 핵심 인자로서의 기능을 후속 연구할 예정“이라고 밝혔다.

□ 본 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 한국뇌연구원 기관고유사업(20-BR-01-09), 한국연구재단(NRF-2019R1A2C3008463), 세포소기관 네트워크 연구센터(NRF-2017R1A5A1015366), 기초과학연구원(IBS-R008-D1)의 도움으로 수행되었다.
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